本文關(guān)鍵詞：第一性原理研究氟化納米材料的磁性

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【摘要】：鑒于輕元素磁體在自旋納米器件上的應(yīng)用前景,在富勒烯和石墨里觀察到了磁性的存在之后,僅包含sp電子的輕元素材料中的磁性引起廣泛關(guān)注。此論文主要內(nèi)容為利用HSE雜化泛函第一性原理計算研究吸附氟原子的硼氮納米管、硼氮二維片、碳納米管、石墨烯中的磁性。相比局部密度泛函(LDA),雜化泛函(HSE)有更高的精度,計算更加昂貴。我們基于HSE第一性原理計算,發(fā)現(xiàn)氟化的硼氮納米管是滿自旋極化,而且具有半金屬性質(zhì)。在氟化的硼氮納米帶和二維片中也發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果。它們擁有的1μB局域磁矩,并與半徑大小無關(guān)。而在之前的報道中,局域密度泛函計算得到的結(jié)果為：隨著半徑的增大,局域磁矩減小,磁性在平面結(jié)構(gòu)中消失。我們的結(jié)果對其有很大的修正。在氟化硼氮體系中,自旋極化電子是長程鐵磁耦合的,并隨著半徑的減小逐漸減小,最后在(4,0)F-BN納米管中鐵磁耦合消失。在氟化的石墨烯和碳納米管中,發(fā)現(xiàn)F原子鏈沿著鋸齒形邊界的情況可以誘導(dǎo)出鐵磁性耦合；然而F原子沿著扶手椅型方向的情況誘導(dǎo)出的卻是反鐵磁性耦合。在石墨烯和納米管上的自旋極化率和局域磁矩大小都是穩(wěn)定的,不隨著尺寸和管徑的改變而改變。這些結(jié)果為繼續(xù)對低維輕元素材料磁性的研究提供了新的視野,對未來自旋器件材料研究有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：第一性原理 HSE雜化泛函 自旋極化 鐵磁 吸附
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景與科學(xué)意義10-11
• 1.2 納米材料11-15
• 1.2.1 硼氮納米管11-13
• 1.2.2 碳納米管13
• 1.2.3 硼氮片層13-14
• 1.2.4 石墨烯14-15
• 1.3 磁性15-17
• 1.3.1 順磁性15-16
• 1.3.2 鐵磁性16
• 1.3.3 反鐵磁和亞鐵磁16-17
• 第二章 模型及方法17-23
• 2.1 計算體系17-19
• 2.2 第一性原理計算19
• 2.3 密度泛函理論19-21
• 2.3.1 Hohenberg-Kohn定理19-20
• 2.3.2 Kohn-Sham方程20
• 2.3.3 局域密度近似20
• 2.3.4 廣義梯度近似20-21
• 2.4 雜化泛函21-23
• 第三章 硼氮體系結(jié)果討論23-38
• 3.1 K點測試23-24
• 3.2 磁性計算24-29
• 3.3 單胞上兩氟原子間距對鐵磁耦合的影響29-30
• 3.4 F-BN化學(xué)勢的計算30-33
• 3.4.1 化學(xué)勢的概念30-31
• 3.4.2 BN-F化學(xué)勢31-33
• 3.5 平面硼氮片層的磁性33-36
• 3.5.1 一個氟原子吸附的情況34-35
• 3.5.2 兩個氟原子的情況35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-38
• 第四章 碳納米體系結(jié)果討論38-48
• 4.1 碳納米管磁性計算38-43
• 4.2 石墨烯磁性計算43-46
• 4.2.1 一個氟原子吸附在單層石墨烯的情況44-45
• 4.2.2 兩個氟原子單面吸附在單層石墨烯的情況45-46
• 4.3 碳納米體系手性與磁性的關(guān)系46
• 4.4 本章小結(jié)46-48
• 結(jié)論48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻50-53
• 碩士期間發(fā)表的論文53

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2 陶輝錦;陳偉民;王赫男;;鎳晶格穩(wěn)定性的第一性原理研究[J];材料導(dǎo)報;2009年18期

3 梁景南;符春林;蔡葦;郭倩;張朝陽;;銦摻雜二氧化錫透明導(dǎo)電性的第一性原理研究[J];稀有金屬材料與工程;2012年S2期

4 胡盟;程杰;何巨龍;;新型立方碳的第一性原理研究[J];燕山大學(xué)學(xué)報;2013年01期

5 蘇昀;吳曉靜;權(quán)俊杰;于亞鵬;;甲基苯丙胺在水溶液中第一性原理研究[J];化學(xué)工程師;2013年10期

6 李培芳;包剛;;金屬元素鎂高壓屬性的第一性原理研究[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年06期

7 江勇;許燦輝;藍國強;;金屬氧化物表面與界面的第一性原理熱力學(xué):一個研究實例(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年01期

8 黃元春;肖政兵;張歡歡;劉宇;;平衡相對Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr鋁合金性能影響:第一性原理研究[J];航空材料學(xué)報;2014年03期

9 李淼泉;姚曉燕;;應(yīng)用第一性原理研究置氫α鈦晶體的電子結(jié)構(gòu)和性能[J];稀有金屬材料與工程;2013年05期

10 魏娜然;溫斌;宮長偉;馬紅軍;李廷舉;;新金剛石電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2006年02期

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1 姜曉庶;Walter R．L．Lambrecht;;半導(dǎo)體非線性光學(xué)材料的第一性原理研究[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（1）[C];2007年

2 鄭曉;陳冠華;;開放電子體系的第一性原理方法[A];中國化學(xué)會第九屆全國量子化學(xué)學(xué)術(shù)會議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

3 宋慶功;褚勇;王艷波;耿德平;郭艷蕊;;有序α-(Al_(1/4)Cr_(3/4))_2O_3的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性研究[A];數(shù)學(xué)·力學(xué)·物理學(xué)·高新技術(shù)交叉研究進展——2010（13）卷[C];2010年

4 孫學(xué)勤;周樹蘭;林娜;李良;張玉芬;趙顯;;關(guān)于金剛石的硬度的第一性原理研究[A];中國化學(xué)會第九屆全國量子化學(xué)學(xué)術(shù)會議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

5 周安;舒翠翠;劉立勝;翟鵬程;;雙填充方鈷礦電子結(jié)構(gòu)和電傳輸性能的第一性原理研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

6 曾凡林;孫毅;;PVDF單鏈拉伸的第一性原理模擬[A];第七屆海峽兩岸工程力學(xué)研討會論文摘要集[C];2011年

7 潘紅亮;王月花;;鐵酸鉍光學(xué)特性的第一性原理研究[A];《硅酸鹽學(xué)報》創(chuàng)刊50周年暨中國硅酸鹽學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2007年

8 宋慶功;王延峰;康建海;嚴(yán)慧羽;;第一性原理方法在插層化合物L(fēng)i_xTiS_2結(jié)構(gòu)與性能研究中的應(yīng)用[A];中國數(shù)學(xué)力學(xué)物理學(xué)高新技術(shù)交叉研究學(xué)會第十二屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

9 劉紅;鄧?yán)?劉雷;杜建國;;MgSiO_3熔體高溫高壓狀態(tài)方程的第一性原理分子動力學(xué)研究[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第14屆學(xué)術(shù)年會論文摘要專輯[C];2013年

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1 孫金平;水溶液環(huán)境羥基磷灰石/鈦界面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一性原理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

2 龔奎;新型二維半導(dǎo)體材料及自旋相關(guān)器件量子輸運的第一性原理研究[D];北京科技大學(xué);2016年

3 崔琳;Si-C-N三元系中新型亞穩(wěn)相的第一性原理研究[D];燕山大學(xué);2015年

4 孫瑜;若干半導(dǎo)體非晶化相變的結(jié)構(gòu)及化學(xué)鍵演化規(guī)律的第一性原理研究[D];吉林大學(xué);2016年

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6 李國豹;三種二次電池正極材料的第一性原理研究[D];大連理工大學(xué);2016年

7 姚路馳;半導(dǎo)體納米線成核生長機理的第一性原理研究[D];中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2016年

8 容青艷;摻雜改善BiFeO_3磁性的第一性原理研究[D];湖南大學(xué);2016年

9 寧鋒;基于InAs納米體系的電子結(jié)構(gòu)和輸運特性第一性原理研究[D];湖南大學(xué);2015年

10 張小樂;基于第一性原理的深紫外氟化物晶體及復(fù)雜氧化物的理論研究[D];上海交通大學(xué);2015年

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1 尹夢園;摻雜CoO與鐵磁體/MoS_2界面的電子結(jié)構(gòu)和磁性的第一性原理研究[D];天津理工大學(xué);2015年

2 牛之慧;單相多鐵性體CaMn_7O_(12)的第一性原理研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 金元俊;壓力下122系鐵基超導(dǎo)體的第一性原理研究[D];華南理工大學(xué);2015年

4 李少媛;不同泛函下的MPc/Au(111)吸附體系的第一性原理研究[D];南開大學(xué);2015年

5 柴豐濤;Fe_2(MoO_4)_3的負膨脹行為及嵌Li/Na電化學(xué)過程的第一性原理研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

6 于劉洋;CuInS_2和CuIn_(1-x)Ga_xS_2光電材料的制備及其能帶計算[D];山東建筑大學(xué);2016年

7 高強;若干自旋電子學(xué)材料性質(zhì)第一性原理研究[D];蘭州大學(xué);2016年

8 阮興祥;In摻雜GaN納米材料光電特性的理論研究[D];延安大學(xué);2015年

9 蔣先云;Cu、Y和Ce摻雜改進CdS光學(xué)性質(zhì)第一性原理研究[D];魯東大學(xué);2016年

10 孫桂鵬;摻雜及空位缺陷對SnO_2和TiO_2光電性能的影響[D];魯東大學(xué);2016年

，

本文編號：971791