2004年,石墨烯的發(fā)現(xiàn)標志著二維納米材料的誕生。從此之后,越來越多的新型二維納米材料被發(fā)現(xiàn)和制備出來。由于一些二維納米材料具有優(yōu)異的光,電,力,磁學(xué)等方面的性質(zhì),引起了人們的廣泛研究。本文在充分調(diào)研了二維納米材料的基礎(chǔ)上,利用第一性原理,探討了幾種優(yōu)異的二維納米材料,并且研究了它們豐富的性質(zhì)。本文主要研究內(nèi)容是:首先,通過CALYPSO,我們成功地預(yù)測了一個全新的二維納米單層——BeC。這個BeC二維納米單層具有獨特的結(jié)構(gòu)。在BeC二維納米單層中,每個碳原子鏈接周圍的四個原子,形成平面四配位碳。BeC二維納米單層是一種間接帶隙半導(dǎo)體,帶隙為1.01eV。并且它的載流子遷移率可以達到10⁴量級,這一點可以使它在未來納電子領(lǐng)域具有很大的潛力。其次,我們也預(yù)測了另一種二維納米單層——MgN₂單層。通過聲子譜,結(jié)合能,動力學(xué)和力學(xué)判據(jù)可知,MgN₂二維納米單層是穩(wěn)定的,具備一定實驗合成的可能性。除了研究MgN₂二維納米單層穩(wěn)定性之外,我們還研究了MgN₂的電學(xué)性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)MgN

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術(shù)語注釋表
第一章 緒論
    1.1 納米結(jié)構(gòu)及其特性
        1.1.1 納米結(jié)構(gòu)及其分類
        1.1.2 納電子學(xué)及其應(yīng)用
    1.2 二維納米單層研究現(xiàn)狀
        1.2.1 石墨烯
        1.2.2 其他單元素二維納米材料
        1.2.3 化合物二維納米單層材料
    1.3 本文研究內(nèi)容概述
第二章 理論與計算方法
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 多粒子薛定諤方程
        2.1.2 Born-Opprnheimor近似和Hartee-Fork近似
        2.1.3 Hohenberg-Kohn方程
        2.1.4 Kohn-Sham方程
    2.2 交換相關(guān)能量泛函
        2.2.1 局域自旋密度近似
        2.2.2 廣義梯度近似
        2.2.3 雜化泛函
    2.3 第一性原理計算軟件
        2.3.1 VASP
        2.3.2 CASTEP
        2.3.3 DMol3

        2.3.4 CALYPSO
第三章 二維BeC的DFT理論研究
    3.1 引言
    3.2 計算方法及參數(shù)
    3.3 BeC的結(jié)構(gòu)特征
    3.4 二維納米單層BeC的穩(wěn)定性
        3.4.1 結(jié)合能計算與分析
        3.4.2 聲子譜計算與分析
        3.4.3 分子動力學(xué)模擬
        3.4.4 力學(xué)穩(wěn)定準則
    3.5 二維納米單層BeC的電子性質(zhì)
        3.5.1 二維納米單層BeC的電子特性
        3.5.2 二維納米單層BeC的載流子遷移率
        3.5.3 雙層BeC結(jié)構(gòu)的電子特性
    本章小結(jié)
第四章 二維MgN₂的DFT理論研究
    4.1 引言
    4.2 計算方法及參數(shù)
    4.3 MgN₂的結(jié)構(gòu)特性
    4.4 二維納米單層MgN₂的穩(wěn)定性
    4.5 二維納米單層MgN₂的電學(xué)性質(zhì)
    本章小結(jié)
第五章 二維Cu₂Si納米結(jié)構(gòu)的氣敏性質(zhì)研究
    5.1 引言
    5.2 計算方法及參數(shù)
    5.3 二維納米單層Cu₂Si的結(jié)構(gòu)特征
    5.4 二維納米單層Cu₂Si氣體吸附后的性質(zhì)分析
    本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
致謝



本文編號：3776053

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