計算物理被運用于諸多科學研究領域中,其中基于密度泛函理論的第一性原理計算更是取得了光彩奪目的成就。許多成熟高效的第一性原理計算軟件在眾多科研領域中得到應用,如材料科學、化學、地理、生物學和計算機科學。計算機技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,第一性原理計算方法在科研工作中扮演了不可或缺的角色。一直以來,過渡金屬吸引著眾多科學研究者的注意力。低維材料不同于三維材料,由于材料維度的降低,呈現(xiàn)出奇妙的物理效應。目前,實驗上絕大部分制備的二維材料都是附著在基底上。然而基底可能對二維原子層的電子性質(zhì)等產(chǎn)生影響。為研究二維材料本身的性質(zhì),我們運用第一性原理計算,系統(tǒng)研究了過渡金屬Mo,Cr和Ta的二維單層薄膜的電子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。我們計算了Mo、Cr和Ta的各種二維結(jié)構(gòu)（長方、正方、六角、斜方和中心長方結(jié)構(gòu)）的結(jié)合能和電子結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明Mo薄膜的二維斜方和二維中心長方晶體結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定存在。這是由于Jahn-Teller效應破壞能級的簡并態(tài),體系的結(jié)構(gòu)形變成不對稱的結(jié)構(gòu),最終使體系更加穩(wěn)定。類似的,由于Jahn-Teller效應,Cr薄膜的二維斜方晶格結(jié)構(gòu)和二維中心長方結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。Ta薄膜的對稱性高的二維六角和... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
中文文摘
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 單元素二維原子晶體理論研究進展
    1.3 單元素二維原子晶體實驗研究進展
    1.4 Jahn-Teller效應簡介
    1.5 本論文的選題依據(jù)及研究內(nèi)容
第2章 密度泛函理論和第一性原理計算
    2.1 密度泛函理論(DFT)
        2.1.1 絕熱近似
        2.1.2 密度泛函理論(DFT)
        2.1.3 局域密度近似(LDA)和廣義梯度近似(GGA)
    2.2 自治計算
    2.3 贗勢方法
        2.3.1 贗勢的導出
        2.3.2 模守恒贗勢和超軟贗勢
    2.4 VASP軟件包簡介
    2.5 結(jié)合能的計算
第3章 Mo二維原子薄片的Jahn-Teller效應
    3.1 引言
    3.2 理論模型和計算方法
        3.2.1 理論模型
        3.2.2 計算方法
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)分析與Jahn-Teller效應
        3.3.2 電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        3.3.3 電荷密度分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Cr二維原子薄片的Jahn-Teller效應
    4.1 引言
    4.2 理論模型和計算方法
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)分析與Jahn-Teller效應
        4.3.2 電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        4.3.3 電荷密度分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Ta二維原子薄片的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
    5.1 引言
    5.2 理論模型和計算方法
    5.3 結(jié)果和討論
        5.3.1 結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        5.3.3 電荷密度分析
    5.4 結(jié)果和討論
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3719863