本文選題：第一性原理計算 + 鍺納米條帶�。� 參考：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：石墨烯具有優(yōu)良的物理化學特性,其實驗上的成功合成,引發(fā)了材料科學領(lǐng)域的重大變革,已引起了研究者的廣泛關(guān)注。石墨烯研究的的巨大進展也引發(fā)了人們對于其他無機類似物的研究興趣。作為石墨烯結(jié)構(gòu)的類似物,無機的鍺和鍺納米帶最近成為了材料科學領(lǐng)域的一顆新星,吸引了研究者的極大關(guān)注。在此工作中,我們通過第一性原理計算,詳細地研究了鋸齒型邊緣和扶手椅型邊緣的全氫化和部分氫化鍺納米帶的幾何、穩(wěn)定性、電學性質(zhì)、磁學性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)不依賴于邊緣手性,全氫化鍺納米條帶的最優(yōu)構(gòu)型均是椅式構(gòu)型;它們都表現(xiàn)為非磁的半導體行為。全氫化能有效增加鍺納米帶的帶隙,并且隨著條帶寬度的增加體系的帶隙逐漸減小。此外,我們也研究了具有部分氫化的鍺納米條帶體系的電學和磁學性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),所有的鋸齒型邊緣的部分氫化的鍺納米條帶都是反鐵磁性的半導體,而部分氫化的扶手椅型鍺納米條帶都是非磁性的半導體。這些部分氫化的鍺納米條帶的帶隙隨著氫化程度的增加而增大,但扶手椅型邊緣的鍺納米條帶的帶隙變化能展現(xiàn)出三族行為。并且,不依賴于邊緣手性,所有的部分氫化的鍺納米條帶體系能表現(xiàn)出與其未氫化部分對應的純的鍺納米條帶幾乎相同的電磁學行為;這為“窄”的鍺納米帶的大量生產(chǎn)提供了一種有效方法。此外,所有的這些氫化的鍺納米條帶都具有好的形成能、大的束縛能和高的熱力學穩(wěn)定性,這表明它們有望通過氫化鍺納米帶或者裁剪相應的二維氫化結(jié)構(gòu)在實驗上獲得�？傊�,氫化是一種能調(diào)控無機鍺納米條帶體系電學和磁學性質(zhì)的有效方法,我們的工作將有利于推進優(yōu)越的鍺基納米材料在多功能納米器件等領(lǐng)域中的實際應用。
[Abstract]:Graphene has excellent physical and chemical properties. The successful synthesis of graphene has led to great changes in the field of material science. It has attracted the attention of researchers. The great progress in the study of graphene has also aroused people's interest in other inorganic analogues. It is used as a similar material for the structure of graphene, inorganic germanium and germanium. Nanobelts have recently become a new star in the field of material science and attracted the great attention of researchers. In this work, we studied the geometry, stability, electrical properties and magnetic properties of the serrated and armchair edge of the serrated edge and the armchair edge by the first principle. Depending on the edge chirality, the best configurations of the fully hydrogenated germanium nanoscale are all chair configurations, both of which are non magnetic semiconductors. All hydrogenating can effectively increase the band gap of the germanium nanometers, and the band gap gradually decreases with the increase of the band width. In addition, we also study the germanium nanoscale system with partial hydrogenation. Electrical and magnetic properties. The study found that all the partially hydrogenated germanium nanoscale ribbons on the sawtooth edge are antiferromagnetic semiconductors, and the partially hydrogenated armchair germanium nanoscale ribbons are nonmagnetic semiconductors. The band gaps of these hydrogenated germanium nanoscale bands increase with the increase of the degree of hydrogenating, but the armchair edge is on the edge. The band gap change of the germanium strip can show the three behavior. And, without dependence on the edge chirality, all the partially hydrogenated germanium nanoscale bands can exhibit almost the same electromagnetics behavior of the pure germanium strip corresponding to the unhydrogenated parts; this provides an effective recipe for the production of the "narrow" germanium nanoscale. In addition, all these hydrogenated germanium nanoscale bands have good formation energy, large binding energy and high thermodynamic stability. This indicates that they are expected to be obtained experimentally by hydrogenating germanium nanoscale or cutting the corresponding two-dimensional hydrogenated structures. In a word, hydrogenation is a kind of electrical and magnetic properties that can regulate the inorganic germanium strip system. Qualitative and effective methods, our work will help to promote the application of superior germanium based nanomaterials in multi-functional nano devices and other fields.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1

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本文編號：1955917