二维石墨烯/锑烯异质结的电-力学性能及储能行为研究

发布时间：2020-12-07 18:42

　　二维材料是指厚度仅有单层或数层原子的晶体或非晶材料,其电子只在一个非纳米尺度（1-100nm）的二维空间内做自由运动。自从2004年二维石墨烯（Graphene）被安德烈·杰姆（Andre Geim）和克斯特亚·诺沃消洛夫（Konstantin Novoselov）等英国科学家首次使用机械剥离方法被成功分离以来,以石墨烯为代表的二维材料因其优异的电学、光学、力学、磁学、热学等性能成为研究者们关注的热点。相比于体相材料,纳米石墨烯,磷烯,锑烯等二维材料由于具备更大的比表面积,更多的活性位点,开放的锂/钠离子的扩散通道,弥补了传统电极材料倍率性能低、充放电时的体积膨胀等缺陷,因而在二次电池储能电极材料中极具应用前景。本论文采用基于密度泛函理论（DFT,Density functional theory）的第一性原理计算方法结合从头算分子动力学（AIMD,Ab Initio Molecular Dynamics）模拟手段,对二维单原子层的石墨烯、锑烯以及石墨烯/锑烯异质结的晶体结构、电子性质、力学等性能进行系统地理论模拟研究,并在此基础上对比研究了锂/钠在该类单层和异质结二维材料上的吸咐和扩... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

二维材料的分类图

图 1.2 不同种类二维材料示意图[16]维材料(h-BN)是继石墨烯发现后的类似石墨烯层状结构的二石墨烯，而且性质也和石墨烯基本相同。二维六方氮化 sp2的形式杂化形成共价键。在弱范德华力的约束下加，形成和石墨烯很相似的层状结构，六方氮化硼常数为 2.50 [17]。六方氮化硼因具有和石墨烯类似，也是合成立方氮化硼(c-BN)的主要原料。六方氮化墨烯有着许多共通之处。例如，它的弹性模量高、高。然而，六方氮化硼有着比石墨烯更加出色的理化性的环境下，六方氮化硼表现出了比石墨烯更加优异学性质，促使六方氮化硼在导热、润滑、储氢、电池化等领域都有重要的应用[18]。此外，在理论模拟中于结构类似和晶格常数互相匹配，所以它们之间可以

渡金属 Mo 原子组成，每层中的 Mo 原子与 S 原子弱的范德华力，层间距约为 0.65nm[21]，是一种新，显然和石墨烯的结构不同。二维过渡金属硫化物光学、电子学、催化领域、能量储存和气体检测领子及光学性质，都有很大的用途，例如当 MoS2块隙由 1.30eV 变成了 1.80eV 的直接带隙，该直接带二维过渡金属硫化物 MoS2，SnS2和 WS2等也展现mA h g-1)，但是，经过循环之后，其容量存在衰减法增强了这些材料的电化学性能，例如，掺杂、与对其他性能的影响。昝文艳等人利用第一性原理研究了其结构、电子性质和光学性质等，说明了其在的应用[26]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]二维沟道材料的潜力股:单层磷锑化合物（英文）[J]. 蔡波,谢美秋,张胜利,黄呈熙,阚二军,陈显平,顾宇,曾海波.  Science China Materials. 2016(08)
[2]半导体量子器件物理讲座 第一讲 异质结构和量子结构[J]. 余金中,王杏华.  物理. 2001(03)

博士论文
[1]二维材料及其杂化异质结的结构与电子性质的第一性原理研究[D]. 昝文艳.兰州大学 2016



本文编号：2903724