通常情況下二維材料的物理或化學(xué)性質(zhì)未能滿足未來納米電子器件材料的所有要求。過渡金屬摻雜能夠有效的調(diào)控二維材料的電子結(jié)構(gòu)并引入磁性,從而為二維材料在自旋電子器件和磁存儲(chǔ)方面的應(yīng)用提供材料基礎(chǔ)。本文利用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算,研究了過渡金屬摻雜磷烯、硫化鉈對(duì)材料電子結(jié)構(gòu)和磁性的調(diào)控,以及過渡金屬插層對(duì)磷烯和硫化鉈異質(zhì)結(jié)電子結(jié)構(gòu)和磁性的調(diào)控。這為他們?cè)谧孕娮悠骷嚓P(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。本文的研究主要可分為以下三個(gè)方面:1)研究了4d過渡金屬取代摻雜和吸附摻雜對(duì)磷烯電子性質(zhì)與磁性的調(diào)控。結(jié)果表明在單個(gè)4d過渡金屬摻雜的體系中,磁矩隨著4d金屬價(jià)電子的改變而變化。同時(shí)4d過渡金屬的摻雜改變了磷烯的電子結(jié)構(gòu),使體系表現(xiàn)為半金屬、金屬和半導(dǎo)體性質(zhì)。當(dāng)用兩個(gè)不同種類的過渡金屬摻雜時(shí)體系容易表現(xiàn)出稀磁半導(dǎo)體性質(zhì),磁矩局域的分布在過渡金屬附近,近鄰的磷原子有少部分磁矩。2)研究了3d和4d過渡金屬對(duì)單層硫化鉈電子結(jié)構(gòu)和磁性的調(diào)控。無論是低摻雜濃度還是高摻雜濃度,所有過渡金屬原子都向Tl₂S轉(zhuǎn)移電荷,表現(xiàn)出n型摻雜。過渡金屬的摻雜對(duì)硫化鉈的電子結(jié)構(gòu)和磁性都有顯著的調(diào)控... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

二維材料的結(jié)構(gòu)示意圖，取自文獻(xiàn)[15]

1 緒論ndreGeim） 和康斯但丁·諾沃肖洛夫（KonstantinNovoselov）在試驗(yàn)成功分離出石墨烯。由于他們?cè)谑┲械拈_創(chuàng)性研究，在 2010 年?duì)栁锢韺W(xué)獎(jiǎng)。石墨烯目前是世界上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，石墨烯較好。石墨烯比金剛石還要堅(jiān)硬，其強(qiáng)度超出目前世界最好的鋼鐵數(shù)

(b) 硅烯能量隨著晶格常數(shù)變化曲線，(c) 具有譜，(d) 硅烯的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度圖。該圖來自文獻(xiàn)[17]硫族化合物二維材料(TMDs)族化合物 MX2(M 是過渡金屬，X 是硫族的 S，Se1.4），在催化、能量存儲(chǔ)、傳感器和電子器件方面的過渡金屬硫族化合物電子特性比較豐富，包括金屬。當(dāng)從體材料剝離出來單層或幾層二維材料后渡金屬硫族化合物在基礎(chǔ)研究和技術(shù)應(yīng)用上成為材料之一。


本文編號(hào)：3353005