銻烯是繼石墨烯和磷烯之后出現(xiàn)的新型二維材料,在儲能鋰離子電池和鈉離子電池領(lǐng)域中應(yīng)用前景良好。本論文以第一性原理的密度泛函理論（DFT）為理論基礎(chǔ),研究了銻烯吸附Li原子和Na原子特性。研究銻烯吸附單個Li原子時,首先選擇不同的吸附位置并且系統(tǒng)分析各個吸附位置的吸附能,吸附后Li原子與最近Sb原子的距離,整個體系的能帶、態(tài)密度和轉(zhuǎn)移的電荷情況之后,得出單個Li原子在銻烯上的最佳吸附位置是谷位,也即頂層三個Sb原子的中心,底層一個Sb原子的上方,Li原子吸附能為1.69 eV,吸附后距離為2.81 A,Li原子的電荷轉(zhuǎn)移到了周圍的Sb原子之上;由能帶可知銻烯吸附Li原子之后費米能級上升進(jìn)入了導(dǎo)帶,類似金屬性質(zhì);由態(tài)密度可知,Sb原子的p電子態(tài)和Li原子的p和s電子態(tài)進(jìn)行雜化成峰;在吸附多個Li原子時,銻烯的晶格結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化;經(jīng)過NEB計算得到Li原子在銻烯表層的擴散勢壘是0.07 eV,勢壘較低有利于提高充放電速率。研究銻烯吸附Na原子時,同樣得到銻烯吸附單個Na原子的最佳吸附位置是谷位,Na原子的吸附能為1.21 eV,比Li原子小,吸附能越大越穩(wěn)定,說明銻烯吸附Na原子沒... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 新型二維電極材料概述
        1.1.2 銻烯的制備
        1.1.3 銻烯的應(yīng)用
    1.2 課題的國內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.3 課題研究的目的和意義
    1.4 論文主要工作和創(chuàng)新點
第2章 計算方法與理論
    2.1 引言
    2.2 第一性原理
    2.3 密度泛函理論
        2.3.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.3.2 Kohn-Sham方程
        2.3.3 局域密度近似
        2.3.4 廣義梯度近似
    2.4 基組和贗勢
        2.4.1 平面波基組
        2.4.2 贗勢
    2.5 VASP軟件
    2.6 本章小結(jié)
第3章 銻烯吸附Li原子的特性
    3.1 引言
    3.2 計算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 本征銻烯的性質(zhì)
        3.3.2 銻烯吸附單個Li原子
        3.3.3 銻烯吸附多個Li原子
    3.4 吸附Li原子的遷移
    3.5 本章小結(jié)
第4章 銻烯吸附Na原子的特性
    4.1 引言
    4.2 計算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 銻烯吸附單個Na原子
        4.3.2 銻烯吸附多個Na原子
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磷烯的制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及器件應(yīng)用[J]. 朱晉瀟,劉曉東,薛敏釗,陳長鑫.  物理化學(xué)學(xué)報. 2017(11)
[2]磷烯包覆的高性能硅基鋰離子電池負(fù)極材料（英文）[J]. 彭勃,徐耀林,Fokko M.Mulder.  物理化學(xué)學(xué)報. 2017(11)
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[4]石墨烯摻雜的研究進(jìn)展[J]. 張蕓秋,梁勇明,周建新.  化學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[5]基于密度泛函理論研究摻雜Pd石墨烯吸附O2及CO[J]. 孫建平,繆應(yīng)蒙,曹相春.  物理學(xué)報. 2013(03)
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本文編號：3186125