石墨烯在實(shí)驗(yàn)上的成功制備掀起了低維納米材料的研究熱潮。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)特性,被認(rèn)為是一種在未來(lái)具有顛覆革命性的材料,在下一代的電子器件、能源存儲(chǔ)設(shè)備和自旋電子學(xué)器件等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。作為石墨烯納米材料的結(jié)構(gòu)類似物,無(wú)機(jī)碳化硅和氮化硼也已經(jīng)成為無(wú)機(jī)納米材料中的冉冉新星,其優(yōu)越的特性引起了實(shí)驗(yàn)和理論上的廣泛關(guān)注。本論文通過(guò)密度泛函理論(DFT)計(jì)算,以低維碳化硅和氮化硼體系為對(duì)象,利用尾部連接電子供體/受體基團(tuán)的有機(jī)π共軛鏈以及全金屬超鹵素Al₁₃和磁性超鹵素MnCl₃等在其表面共價(jià)修飾形成新型復(fù)合結(jié)構(gòu),并研究這些復(fù)合體系的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)。我們的主要研究?jī)?nèi)容如下:鋸齒型碳化硅納米條帶鐵磁態(tài)和反鐵磁態(tài)能量簡(jiǎn)并嚴(yán)重阻礙了其在多功能納米器件領(lǐng)域中的應(yīng)用,我們利用具有給受體基團(tuán)修飾的聚合物(-(CH=CH)_n-NH₂/NO₂)的表面共價(jià)修飾方法去有效調(diào)控了鋸齒型碳化硅納米條帶的能帶結(jié)構(gòu),研究發(fā)現(xiàn)這種共價(jià)表面修飾能在復(fù)合材料體系中形成了典型的Donor-π-Donor...

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 石墨烯的制備和發(fā)現(xiàn)
    1.2 石墨烯的性質(zhì)和應(yīng)用
    1.3 碳化硅納米材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 碳化硅納米材料的性質(zhì)和研究
    1.4 氮化硼納米材料的研究進(jìn)展
        1.4.1 氮化硼納米條帶的制備
        1.4.2 低維氮化硼納米材料的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)的理論研究
    1.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容和意義
第2章 理論基礎(chǔ)與計(jì)算方法
    2.1 引言
    2.2 量子力學(xué)基礎(chǔ)理論
        2.2.1 薛定諤方程
        2.2.2 Born-Oppenheimer近似
        2.2.3 單電子近似
        2.2.4 Hartree-Fock方法
    2.3 密度泛函理論(DFT)
        2.3.1 Thomas-Fermi模型
        2.3.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.3.3 Kohn-Sham方程
    2.4 交換相關(guān)能量泛函
        2.4.1 局域密度近似(LDA)
        2.4.2 廣義梯度近似(GGA)
        2.4.3 雜化密度泛函
    2.5 周期性和非周期性體系
        2.5.1 周期性體系
        2.5.2 Bl?chl定理
        2.5.3 k點(diǎn)的設(shè)置
        2.5.4 平面波基組
        2.5.5 非周期性體系
    2.6 本論文工作所用軟件介紹
    2.7 Nudged Elastic Band Method(NEB)方法簡(jiǎn)介
第3章 π共軛鏈共價(jià)表面修飾調(diào)節(jié)鋸齒型碳化硅納米條帶的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)的理論研究
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 -(CH=CH)_n-NH₂共價(jià)修飾鋸齒型碳化硅納米條帶表面
        3.3.2 連接吸電子基團(tuán)的π共軛鏈-(CH=CH)n-NO₂在鋸齒型碳化硅納米條帶表面的共價(jià)修飾
            3.3.2.1 -(CH=CH)₁-NO₂連接在不同的Si和C位置
            3.3.2.2 延長(zhǎng)π共軛鏈-(CH=CH)_n-NO₂的長(zhǎng)度(n=2，3，4和6)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 吸附超鹵素Al₁₃對(duì)氮化硼納米單層和納米條帶的結(jié)構(gòu)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)影響的理論研究
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 超鹵素Al₁₃修飾氮化硼單層的幾何結(jié)構(gòu)和電磁學(xué)性質(zhì)
        4.3.2 超鹵素Al₁₃修飾氮化硼納米條帶體系的幾何結(jié)構(gòu)和電磁學(xué)性質(zhì)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 超鹵素MnCl₃ 吸附在單層氮化硼納米薄片和納米條帶表面的結(jié)構(gòu)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)的理論研究
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 超鹵素MnCl₃修飾單層氮化硼的幾何結(jié)構(gòu)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)..
        5.3.2 超鹵素MnCl₃修飾在氮化硼納米條帶中心的幾何結(jié)構(gòu)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)
        5.3.3 超鹵素MnCl₃修飾在氮化硼納米條帶邊緣的幾何結(jié)構(gòu)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)
        5.3.4 超鹵素MnCl₃修飾不同寬度氮化硼納米條帶的幾何結(jié)構(gòu)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)
        5.3.5 高覆蓋率下的超鹵素MnCl3修飾單層氮化硼和氮化硼納米條帶的幾何結(jié)構(gòu)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果
    作者簡(jiǎn)介
    攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3747370