自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,二維材料在材料科學(xué)領(lǐng)域引起了人們的廣泛關(guān)注。目前,已經(jīng)有很多二維材料相繼在實(shí)驗(yàn)上被發(fā)現(xiàn),主要包括第四主族和第五主族的單質(zhì)元素二維材料(硅烯,鍺烯,磷烯等),六角氮化硼和過渡金屬二硫族化合物等。然而,由于實(shí)驗(yàn)上對(duì)二維材料的制備存在不確定性和復(fù)雜性等缺陷,導(dǎo)致很多二維材料的合成周期過長,以至于實(shí)驗(yàn)上對(duì)二維材料的研發(fā)跟不上材料科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展要求,仍然還有很多新型二維材料有待在實(shí)驗(yàn)上被發(fā)現(xiàn)。因此,理論上對(duì)一些二維材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)做出預(yù)期,將為實(shí)驗(yàn)上合成二維材料提供重要的理論線索,對(duì)二維材料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展也具有促進(jìn)作用。基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算是理論上研究二維材料的常用方法。本論文結(jié)合全局優(yōu)化算法和密度泛函理論,計(jì)算得到了幾種新型二維材料,并對(duì)它們的性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析,在此基礎(chǔ)上對(duì)其潛在的應(yīng)用價(jià)值做出預(yù)期。主要研究工作包含以下兩個(gè)方面:1.通過CALYPSO計(jì)算軟件進(jìn)行全局搜索,得到一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的新型二維半導(dǎo)體MC₃(M=Be,Mg)。每個(gè)MC₃晶胞是由一個(gè)三元碳環(huán)以及一個(gè)M原子組合而成,每個(gè)C原子與其他兩個(gè)C原子及一...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)
        1.2.2 其他二維材料
        1.2.3 新型二維結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)
    1.3 本文的研究目的和研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 理論基礎(chǔ)與計(jì)算方法
    2.1 Born-Oppenheimer近似和Hartree-Fock近似
        2.1.1 Born-Oppenheimer近似
        2.1.2 Hartree-Fock近似
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 電子密度
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kohn-Sham方程
        2.2.4 交換關(guān)聯(lián)泛函
    2.3 第一性原理計(jì)算軟件包
    2.4 晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
    參考文獻(xiàn)
第三章 二維MC₃(M=Be,Mg)的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)及相關(guān)性質(zhì)的第一性原理研究
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算方法
    3.3 結(jié)果與分析
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 二維BO的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)及相關(guān)性質(zhì)的第一性原理研究
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算方法
    4.3 結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 問題與展望
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
致謝



本文編號(hào)：3909550