第Ⅳ族二维材料的设计及电子性能的研究

发布时间：2023-04-27 04:09

　　众所周知,石墨烯材料的发现使得Ⅳ族二维材料的研究得到了飞跃性的进步,同时也使得研究人员对Ⅳ族材料性质、应用等方面产生了浓厚的兴趣。研究表明石墨烯超高的载流子迁移率使得其被广泛的应用于自旋电子材料中,另外其对拓扑绝缘体方面的发展也做出了极大的贡献。本文我们通过密度泛函理论第一性原理的方法对Ⅳ族二维结构材料的电子特性及光学性质进行了一下系统的研究。首先研究了本征情况下的锡烯材料的结构及其电子特性。研究结果表明应力的作用可以有效地改变高对称点K处的带隙,并且应力作用对褶皱高度的影响也是十分显著的。随后我们对锡烯施加电场可以使其在Γ点处打开一个足够大的带隙,并且带隙会随着电场的变化产生有规律的变化,不同电场下的高对称点处的有效质量、费米速度也是不同的。此外,当我们对本征态下的锡烯材料同时施加电场和应力双重作用的时候,研究结果表明,双重作用可以有效地改变带隙的大小,使其更好地朝着我们希望的方向发展。这些研究结果也为有效调节锡烯带隙提供了很好的理论基础。其次,在本征锗烯的基础上研究了不同官能团修饰下的锗烯的性质及电子特性。研究结果表明,当我们用不同的官能团对锗烯进行修饰时,发现官能团的不同会导致其...

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【学位级别】：硕士

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摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究现状
    1.3 研究内容
第二章 研究方法及理论基础
    2.1 基态密度泛函理论介绍
        2.1.1 Thomas-Fermi模型
        2.1.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.3 Kohn-Sham方程
    2.2 近似密度泛函
        2.2.1 局域密度近似(Local Density Approximation LDA)
        2.2.2 广义梯度近似(Generalized Gradient Approximation GGA)
    2.3 平面波基组和赝势
    2.4 Z₂拓扑不变量
第三章 二维六边形锡烯纳米面特性的研究
    3.1 应力作用对锡烯电子特性的影响
    3.2 电场作用对锡烯电子特性的影响
    3.3 应力和电场双重作用对锡烯电子特性的影响
    3.4 本章小结
第四章 不同官能团修饰下的锗烯特性的研究
    4.1 官能团修饰下的单层锗烯材料电子特性的研究
    4.2 以GeH为例的拓扑特性
    4.3 官能团修饰下的双层锗烯材料电子特性的研究
    4.4 本章小结
第五章 甲基修饰硅烯材料量子效应的研究
    5.1 应力对单层SiCH₃材料电子特性的影响
    5.2 单层SiCH₃材料的本征拓扑性质的研究
    5.3 本章小结
第六章 五边形XY₂电子特性的研究
    6.1 五边形XY₂材料本征性质及其稳定性的研究
    6.2 应力及电场对五边形XY₂材料电子特性的研究
    6.3 五边形XY₂材料光学性质的研究
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3802839