本文選題：二維納米材料 + 第一性原理�。� 參考：《南京郵電大學》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,二維納米材料的出現(xiàn)引起了科學界極高的關(guān)注,特別是最具代表性的二維納米材料--石墨烯。經(jīng)過理論與實驗的探索,已證明石墨烯在納米氣體傳感器的應用上存在著極大的潛力。然而,常見氣體分子吸附在在純凈的石墨烯上,通常屬于物理吸附,這樣的吸附狀態(tài)限制了它在很多方面的直接應用。通常,二維納米材料對氣體分子的吸附效率可以通過使用金屬原子摻雜的手段來增強。但是用于修飾二維納米材料表面的金屬原子很容易形成一個個較小的金屬團簇,此外,修飾金屬還很容易被氧化,并且這些過程都是不可逆的。以上這兩個因素都會導致氣體分子的吸附可逆性變差。由于摻雜金屬原子時會產(chǎn)生這些實際的困難,這就迫使我們尋找一種新型的類金屬材料。本文的研究課題主要包括以下工作:基于第一性原理計算,我們研究了幾種氣體分子在二維納米結(jié)構(gòu)材料上的吸附情況,并在氣體分子和納米結(jié)構(gòu)材料之間引入范德華力,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分氣體分子的吸附能均介于物理吸附和化學吸附之間。而NO和NO2分子的吸附可以在費米能級附近產(chǎn)生明顯的態(tài)密度變化。此外,一些分子的吸附可以產(chǎn)生1μB的磁矩(如NO和NO2分子)。因此,本課題的工作可以為二維納米結(jié)構(gòu)材料在氣敏傳感器中的潛在應用提供理論基礎(chǔ)(通過電學和磁學方法)。
[Abstract]:In recent years, the appearance of two-dimensional nanomaterials has attracted great attention of the scientific community, especially graphene, the most representative two-dimensional nano-material.Through theoretical and experimental exploration, it has been proved that graphene has great potential in the application of nano-gas sensors.However, the common gas molecules adsorbed on pure graphene are usually physically adsorbed, which limits its direct application in many aspects.In general, the adsorption efficiency of two-dimensional nanomaterials for gas molecules can be enhanced by doping metal atoms.However, the metal atoms used to modify the surface of two-dimensional nanomaterials are easy to form small clusters of metals. In addition, the modified metals are easily oxidized, and these processes are irreversible.Both of these factors will lead to poor adsorption reversibility of gas molecules.These practical difficulties arise when doping metal atoms, which forces us to search for a new type of metal-like material.The main contents of this paper are as follows: based on the first principle calculation, we study the adsorption of several gas molecules on two-dimensional nanostructured materials, and introduce van der Waals force between gas molecules and nanostructured materials.The results show that the adsorption energy of most gas molecules is between physical adsorption and chemical adsorption.The adsorption of no and NO2 molecules can produce obvious change of density of states near Fermi level.In addition, the adsorption of some molecules can produce a magnetic moment of 1 渭 B, such as no and NO2 molecules.Therefore, the work of this paper can provide a theoretical basis for the potential application of two-dimensional nanostructured materials in gas sensors (through electrical and magnetic methods).
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1

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