二维材料MC 3 (M=Be，Mg)和BO的结构预测及其有关性质的第一性原理计算研究

发布时间：2024-02-24 20:03

　　自石墨烯被发现以来,二维材料在材料科学领域引起了人们的广泛关注。目前,已经有很多二维材料相继在实验上被发现,主要包括第四主族和第五主族的单质元素二维材料(硅烯,锗烯,磷烯等),六角氮化硼和过渡金属二硫族化合物等。然而,由于实验上对二维材料的制备存在不确定性和复杂性等缺陷,导致很多二维材料的合成周期过长,以至于实验上对二维材料的研发跟不上材料科学领域的发展要求,仍然还有很多新型二维材料有待在实验上被发现。因此,理论上对一些二维材料的结构和性质做出预期,将为实验上合成二维材料提供重要的理论线索,对二维材料科学的进一步发展也具有促进作用。基于密度泛函理论的第一性原理计算是理论上研究二维材料的常用方法。本论文结合全局优化算法和密度泛函理论,计算得到了几种新型二维材料,并对它们的性能进行了系统分析,在此基础上对其潜在的应用价值做出预期。主要研究工作包含以下两个方面:1.通过CALYPSO计算软件进行全局搜索,得到一种具有独特结构的新型二维半导体MC₃(M=Be,Mg)。每个MC₃晶胞是由一个三元碳环以及一个M原子组合而成,每个C原子与其他两个C原子及一...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 石墨烯的发现
        1.2.2 其他二维材料
        1.2.3 新型二维结构材料的设计
    1.3 本文的研究目的和研究内容
    参考文献
第二章 理论基础与计算方法
    2.1 Born-Oppenheimer近似和Hartree-Fock近似
        2.1.1 Born-Oppenheimer近似
        2.1.2 Hartree-Fock近似
    2.2 密度泛函理论
        2.2.1 电子密度
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kohn-Sham方程
        2.2.4 交换关联泛函
    2.3 第一性原理计算软件包
    2.4 晶体结构预测
    参考文献
第三章 二维MC₃(M=Be,Mg)的结构预测及相关性质的第一性原理研究
    3.1 引言
    3.2 计算方法
    3.3 结果与分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 二维BO的结构预测及相关性质的第一性原理研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法
    4.3 结果与分析
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 问题与展望
附录 攻读硕士学位期间撰写的论文
致谢



本文编号：3909550