二維材料在光電子材料、微電子材料、能源材料及相關(guān)器件等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景,受到了廣泛的研究和關(guān)注。錫烯與石墨烯同居IV族,2013年,張首晟教授預(yù)測(cè)其是一種潛在的可室溫工作的拓?fù)浣^緣體材料,徹底激發(fā)了錫烯的研究。理論方面,研究人員對(duì)錫烯基本物理性質(zhì)進(jìn)行了一系列的探索,發(fā)現(xiàn)其具有許多新奇的特性。實(shí)驗(yàn)方面,研究主要集中在單層錫烯的制備。本論文圍繞錫烯的力學(xué)性質(zhì)、多體效應(yīng)、復(fù)合體系、及其在能源材料方面的應(yīng)用展開系統(tǒng)的研究。本論文主要研究內(nèi)容包括:（1）錫烯幾何結(jié)構(gòu)及力學(xué)性質(zhì)研究。研究了錫烯的理想強(qiáng)度、高階彈性常數(shù)等力學(xué)性質(zhì),研究表明相比于IV族其他二維材料,錫烯楊氏模量最�。�24.14 N/m）,表明錫烯最容易變形,意味著錫烯電子性質(zhì)最容易被應(yīng)力調(diào)制。進(jìn)一步考慮等軸應(yīng)力（EQ）、單軸扶手椅方向應(yīng)力（AC）、單軸之字形方向應(yīng)力（ZZ）三種應(yīng)力對(duì)錫烯及錫烷幾何性質(zhì)的影響。（2）錫烯及錫烷電子結(jié)構(gòu)、多體效應(yīng)及光學(xué)性質(zhì)研究。綜合考慮多體效應(yīng)、自旋軌道耦合（SOC）、應(yīng)力作用對(duì)錫烯及錫烷電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的影響,采用不同的計(jì)算層次（GW,GW+RPA,GW+BSE,GW+RPA+SOC,GW+B S... 

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 二維材料簡述
    1.2 錫及錫烯簡述
    1.3 錫烯性質(zhì)研究概述
        1.3.1 力學(xué)性質(zhì)
        1.3.2 電子光學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)
        1.3.3 拓?fù)湫再|(zhì)
        1.3.4 熱電性質(zhì)
        1.3.5 超導(dǎo)性質(zhì)
    1.4 二維錫烯相關(guān)結(jié)構(gòu)及調(diào)控
        1.4.1 啞鈴型錫烯
        1.4.2 五元環(huán)錫烯錫烷
        1.4.3 錫烯鈍化及摻雜
        1.4.4 單層無褶皺錫烯
    1.5 二維錫烯復(fù)合材料
        1.5.1 錫烯/石墨烯
        1.5.2 錫烯/金屬
        1.5.3 錫烯/h-BN
        1.5.4 錫烯過渡金屬硫化物
        1.5.5 錫烯/金屬氧化物
    1.6 錫烯功能材料
        1.6.1 氣體吸附功能材料
        1.6.2 氣體提純功能材料
        1.6.3 離子吸附功能材料
        1.6.4 自旋電子器件應(yīng)用
    1.7 研究進(jìn)展總結(jié)及本論文概述
    1.8 本論文結(jié)構(gòu)安排
    參考文獻(xiàn)
第二章 理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 Schr6dinger方程
        2.1.2 Thomas-Fermi模型
        2.1.3 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.4 Kohn-Sham方程
    2.2 幾種常見的交換關(guān)聯(lián)泛函近似
        2.2.1 局域密度近似(LDA)
        2.2.2 廣義梯度近似(GGA)
        2.2.3 雜化泛函(HSE)
    2.3 多體微擾理論與準(zhǔn)粒子近似
        2.3.1 多體微擾理論
        2.3.2 準(zhǔn)粒子近似GW
        2.3.3 隨機(jī)相位近似RPA
        2.3.4 Bethe-Salpeter方程(BSE)
        2.3.5 激發(fā)態(tài)能量傳遞
    2.4 過渡態(tài)搜索NEB
    2.5 拓?fù)浣^緣體與Z_2拓?fù)洳蛔兞?br>    參考文獻(xiàn)
第三章 錫烯結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究
    3.1 研究背景及研究方法
    3.2 錫烯及錫烷基本幾何結(jié)構(gòu)
    3.3 應(yīng)力調(diào)制錫烯及錫烷幾何性質(zhì)
    3.4 錫烯力學(xué)性質(zhì)相關(guān)研究
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 錫烯/錫烷電子結(jié)構(gòu)、多體效應(yīng)及光學(xué)性質(zhì)研究
    4.1 研究背景與研究方法
    4.2 無應(yīng)力錫烯/錫烷電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)
    4.3 應(yīng)力調(diào)制錫烯/錫烷電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        4.3.1 應(yīng)力調(diào)制錫烯準(zhǔn)粒子帶隙
        4.3.2 應(yīng)力調(diào)制錫烷準(zhǔn)粒子帶隙
    4.4 錫烯/錫烷多體效應(yīng)及光學(xué)性質(zhì)
        4.4.1 錫烯多體效應(yīng)及光學(xué)性質(zhì)
        4.4.2 錫烷多體效應(yīng)及光學(xué)性質(zhì)
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 錫烯復(fù)合結(jié)構(gòu)體系研究
    5.1 研究背景及研究方法
    5.2 錫烯復(fù)合結(jié)構(gòu)幾何性質(zhì)
        5.2.1 錫烯石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)幾何性質(zhì)
        5.2.2 錫烯二硫化鉬異質(zhì)結(jié)構(gòu)幾何性質(zhì)
    5.3 錫烯復(fù)合結(jié)構(gòu)能量性質(zhì)
        5.3.1 錫烯石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)能量性質(zhì)
        5.3.2 錫烯二硫化鉬異質(zhì)結(jié)構(gòu)能量性質(zhì)
    5.4 錫烯復(fù)合結(jié)構(gòu)電子性質(zhì)
        5.4.1 錫烯石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子性質(zhì)
        5.4.2 錫烯二硫化鉬異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子性質(zhì)
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 錫烯納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)作為電池負(fù)極材料的研究
    6.1 研究背景及研究方法
    6.2 錫烯納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
        6.2.1 錫烯納米孔洞的形成及鈍化
        6.2.2 錫烯納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    6.3 錫烯及錫烯納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)鈉的吸附作用
        6.3.1 錫烯及錫烯納米孔洞(V_(Sn6)~H)對(duì)鈉的吸附
        6.3.2 錫烯納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)鈉的吸附
    6.4 開態(tài)電壓及理論電容
    6.5 鈉離子擴(kuò)散路徑及勢(shì)壘
    6.6 錫烯納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的電子性質(zhì)
    6.7 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 論文總結(jié)及展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 未來工作展望
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]摻雜扶手型錫烯納米帶的電子結(jié)構(gòu)及輸運(yùn)性質(zhì)理論研究[J]. 陳穎,湯琪琪,何佳,李登峰.  功能材料. 2018(08)



本文編號(hào)：3706070