自石墨烯、氮化硼、黑磷等二維薄膜材料陸陸續(xù)續(xù)被發(fā)現(xiàn)以來(lái),性能優(yōu)異的二維薄膜材料制備及應(yīng)用研發(fā)在科研和產(chǎn)業(yè)界都掀起了勢(shì)不可擋的研究熱潮。二維過(guò)渡金屬化合物材料因其帶隙連續(xù)可調(diào)等優(yōu)勢(shì),可彌補(bǔ)石墨烯在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的先天不足,而成為二維薄膜材料研究領(lǐng)域中的重點(diǎn)。二維薄膜材料的一體化研究過(guò)程,始終貫穿著以下幾個(gè)研究過(guò)程:首先通過(guò)理論預(yù)測(cè)新材料的結(jié)構(gòu)以及性質(zhì),其次從實(shí)驗(yàn)上成功制備出相應(yīng)材料以及對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行表征并和理論預(yù)測(cè)進(jìn)行對(duì)比研究,接著探索實(shí)現(xiàn)大批量、產(chǎn)業(yè)化制備路徑,最后對(duì)相應(yīng)的材料推廣到實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域并市場(chǎng)化,如功能器件或者能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)等。基于此,我的博士研究主要基于相關(guān)過(guò)渡金屬二維薄膜材料的制備與研究,開(kāi)展了以下三個(gè)方面的工作:1)新型過(guò)渡金屬二維薄膜材料的制備研究;2)過(guò)渡金屬低維薄膜材料的宏量制備研究;3)有機(jī)無(wú)機(jī)低維納米材料與半金屬基底間的界面相互作用研究等。在整個(gè)博士階段的科研過(guò)程中,分別利用了分子束外延生長(zhǎng)結(jié)束和物理/化學(xué)氣相沉積技術(shù)生長(zhǎng)、制備二維納米材料,接著基于同步輻射衍射技術(shù)（上海光源）、光電子能譜技術(shù)、原子力顯微鏡技術(shù)和第一性原理（DFT）計(jì)算等實(shí)驗(yàn)和理論方法,對(duì)原... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

(a)作為基礎(chǔ)碳結(jié)構(gòu)材料，石墨烯經(jīng)過(guò)折疊堆砌可以構(gòu)成多種碳同素異形體：富勒烯（Fullerene）、碳納米管（Carbonnanotube，CNT）和石墨（Graphite）

1.2 （a）多層六方氮化硼，(b)單層六方氮化硼納米片/納米帶。圖片來(lái)源[e 1.2 (a) Multilayer hexagonal boron nitride, (b) Single layer hexagonal boronnanosheet.層的六方氮化硼納米片可以被認(rèn)為是類(lèi)石墨烯材料，相當(dāng)于石墨烯子被氮取代，另一半被硼取代，顏色為白色，所以常被稱(chēng)為白石墨烯ne）。相比于導(dǎo)電性極好的石墨烯，六方氮化硼是一種寬帶隙絕緣帶隙大小為 5.9 eV）[7]，并且具有十分好的導(dǎo)熱性和耐化學(xué)腐蝕能中子吸收能力。二維六方氮化硼材料中，B-N 鍵長(zhǎng)為 1.45 ，相鄰間的距離為 2.50 ，石墨烯的為 2.46 ，兩者面內(nèi)晶格失配度不高于許多研究中六方氮化硼經(jīng)常被用作生長(zhǎng)石墨烯的絕緣襯底材料[8]。米片/納米帶的邊緣可以呈現(xiàn)鋸齒狀（Zigzag N-edge）或者扶手椅chair Edge）排列。二維六方氮化硼還可以通過(guò)引入雜質(zhì)原子或者

第 1 章 緒 論hite Phosphorus）相比，黑磷在熱力學(xué)上是最穩(wěn)定的。黑磷有別是正交、菱形、簡(jiǎn)單立方和無(wú)定形態(tài)，在大氣條件和室溫條晶系結(jié)構(gòu)，空間群為 Cmca，晶格常數(shù)分別為 a=3.313 , b=1，每個(gè)晶胞里面有 8 個(gè)磷原子，密度為 2.690 g/cm3[11]。與石是一種層狀材料，由范德瓦爾斯相互作用的單個(gè)原子層疊加而是，黑磷內(nèi)同層內(nèi)的原子不處于相同平面上，如圖 1.3，從材了黑磷的原子結(jié)構(gòu)，我們可以看出，同一層的磷原子處于上下種蜂窩狀的褶皺結(jié)構(gòu)。在磷烯結(jié)構(gòu)中，每個(gè) P 原子與相鄰的p 軌道雜化形成共價(jià)鍵，鍵長(zhǎng)為 2.18 ，鍵角分別為 103.00 °, 1平均鍵角為 120.00 °，形成雙層褶皺的正交晶格結(jié)構(gòu)。層與層互作用，每層間的距離大約為 5.00 。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3392269