GaAs单层性能的理论研究并设计新单层

发布时间：2021-08-08 17:19

　　单层材料因其独特的电学、磁学和光学等优异性质而被受到广泛关注及研究。近几十年来,有数十种优异的2D材料,如石墨烯、2D氧化物和2D硫属化物已具备了较完整的二维单层体系。但现有的这些单层体系未能满足现代工业的实际需求。因此,进一步挖掘现有二维单层材料的潜在性能,并预测性能优异的新单层化合物是至关重要的研究领域。目前,III-V族元素的单层体系被认为在光学、催化等领域具有潜在的应用。因此,该体系的晶体结构、电、光、磁学性质以及机械性质和由空位调控改性正处于广泛研究之中。虽然III-V单层是热门研究体系,但其中GaAs单层的研究处于初步理论阶段并其潜在性能仍需进一步深入研究。虽然GaAs单层是空间群为R3m的非中心对称结构,但关于其非线性光学性质的研究报道较少。因此,本研究中进一步探索了GaAs单层的非线性光学性质和空位调节。基于计算得到的可见光区域的带隙、单层母体的大迁移率、并单层大吸光面积等的研究基础上,对GaAs单层的光催化活性进行探讨。此外,理论设计单层结构是扩展单层种类的重要途径,目前相关研究已经取得了很大的进步。其中,非线性光学单层材料的理论设计并不罕见,目前所设计的非线性单层材... 

【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯的蜂窝状结构

新疆大学 2019 届硕士研究生学位论文.2 六角氮化硼氮化硼(h-BN)为石墨烯的等电子体。其结构为如图 1-2 所示，h-B几何结构相似，它也是所有原子都处于同一平面内的蜂窝状网络结烯与 h-BN 的晶体结构类似，但性能之间有加大的差别，h-BN 是 的绝缘材料[12]，由于大带隙它可以作为电荷漏电障碍层。但这种大h-BN 在电子器件领域的应用。为了扩展它的应用领域，研究人员尝带隙的方法。例如，理论研究人员通过模拟计算的方法发现，利用法(氢化)将带隙可以减小到 3.05 eV[13]。由氢来调控，能够让单层域所应用。

图 1-3. MoS2的单层的结构图，(a)为正面，(b)为侧面.4 黑磷体黑磷(Black Phosphoren — BP)是由磷元素组成的、层间相互作用为斯力的层状结构。石墨烯的实际合成引导黑磷单层的分裂，以及其性能通过研究人员不懈努力，实验上已取得块体 BP 的同位素 BP 单层。B是如图 1-4 所示，BP 结构与石墨烯、BN，TMD 的结构不一样的特殊构。该几何结构导致 BP 单层在性能上的各向异性。据已报道的文献[P 是带隙为 1.5 eV 的直接带隙半导体材料，并具有较大电子-空穴迁移介电常数。以上所提的优异电学性能使其应用在纳米电子领域，尤其备的基于 BP 的高性能场效应管引起了各个学科领域的广泛关注。除此层 BP 在热学性能方面预测了其在热学方面的潜在应用。BP 的缺点在性，稳定性限制了其材料的应用扩展。因此，提高稳定性是有关 BP 单主观研究。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Development of two-dimensional materials for electronic applications[J]. Xuefei LI,Tingting GAO,Yanqing WU.  Science China（Information Sciences）. 2016(06)

博士论文
[1]纳米结构二硫化钼（钨）的制备及其性能研究[D]. 吴壮志.中南大学 2012



本文编号：3330359