本文關(guān)鍵詞：幾類二維半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)材料界面電子轉(zhuǎn)移特性的研究

  更多相關(guān)文章： 二維半導(dǎo)體材料 第一性原理 電子結(jié)構(gòu) 吸收光譜 磁距

【摘要】：近年來(lái),二維半導(dǎo)體材料因其特殊的性能和廣闊的應(yīng)用前景引起了廣泛的關(guān)注,它在光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等方面都是具有潛力的新型材料。相比純凈的二維半導(dǎo)體材料,二維半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的性能更優(yōu)越,實(shí)用性更強(qiáng),因此我們需要對(duì)一些二維半導(dǎo)體材料進(jìn)行修飾,得到所需要的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。這樣,由第一性原理計(jì)算方法探索研究新型復(fù)合結(jié)構(gòu)成為研究二維半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的重要方法,也為該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)探究提供了必不可少的理論基礎(chǔ)。本文運(yùn)用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算方法研究了幾類二維半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)材料界面電子轉(zhuǎn)移的特性,選取了石墨烯、類石墨相氮化碳和黑磷三種熱點(diǎn)材料,對(duì)類石墨相氮化碳與金屬原子和非金屬的石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)以及單層黑磷的缺陷與S原子的摻雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,通過(guò)計(jì)算復(fù)合結(jié)構(gòu)的能帶、態(tài)密度、結(jié)合能、差分電荷密度、功函數(shù)、bader電荷和吸收光譜來(lái)分析由界面電子轉(zhuǎn)移所引起的一些性質(zhì)的變化,得到了以下幾個(gè)結(jié)論:(1)通過(guò)對(duì)類石墨相氮化碳與金屬原子復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究,我們發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了氮化碳在可見(jiàn)光和紅外光范圍內(nèi)的吸收強(qiáng)度。(2)類石墨相氮化碳與石墨烯復(fù)合后,再用S原子取代其N原子得到新型的復(fù)合結(jié)構(gòu),研究表明,取代前后復(fù)合結(jié)構(gòu)都能有效地打開(kāi)石墨烯的帶隙,且不同位置的取代打開(kāi)的帶隙不同。同時(shí),與純凈的氮化碳相比,這種復(fù)合結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了其在可見(jiàn)光和紅外光范圍內(nèi)的光吸收系數(shù)。(3)通過(guò)對(duì)單層黑磷的缺陷和S摻雜復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究,我們發(fā)現(xiàn),不同的缺陷和摻雜結(jié)構(gòu)對(duì)黑磷的帶隙、磁性和吸收光譜影響不同。
【關(guān)鍵詞】：二維半導(dǎo)體材料 第一性原理 電子結(jié)構(gòu) 吸收光譜 磁距
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O641.1;TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 導(dǎo)論7-15
• 1.1 選題的背景及研究意義7-9
• 1.1.1 問(wèn)題產(chǎn)生的背景7-8
• 1.1.2 本文選題的目的8
• 1.1.3 研究?jī)r(jià)值和意義8-9
• 1.2 二維半導(dǎo)體材料的發(fā)展9-13
• 1.2.1 二維半導(dǎo)體材料的研究進(jìn)展9-11
• 1.2.2 二維半導(dǎo)體材料的優(yōu)點(diǎn)11-12
• 1.2.3 二維半導(dǎo)體材料研究中存在的問(wèn)題12-13
• 1.3 本文的內(nèi)容結(jié)構(gòu)及方法13-15
• 1.3.1 本文主要的研究工作13
• 1.3.2 本文研究的主要方法13-14
• 1.3.3 本文的整體結(jié)構(gòu)及框架14-15
• 第二章 研究的相關(guān)理論基礎(chǔ)15-29
• 2.1 電子結(jié)構(gòu)計(jì)算理論15-22
• 2.1.1 主要近似方法15-16
• 2.1.2 密度泛函理論16-20
• 2.1.3 交換關(guān)聯(lián)泛函及贗勢(shì)方法20-22
• 2.2 slab模型以及參數(shù)測(cè)試22-25
• 2.2.1 slab模型22-23
• 2.2.2 截?cái)嗄軠y(cè)試23-24
• 2.2.3 K點(diǎn)測(cè)試24-25
• 2.3 計(jì)算中的相關(guān)性質(zhì)原理、軟件及技術(shù)條件25-28
• 2.3.1 相關(guān)性質(zhì)計(jì)算25-26
• 2.3.2 計(jì)算軟件26-27
• 2.3.3 計(jì)算技術(shù)條件及可靠性27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 g-C_3N_4與金屬和非金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)的電子轉(zhuǎn)移研究29-41
• 3.1 g-C_3N_4與金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)的研究29-34
• 3.1.1 g-C_3N_4的結(jié)構(gòu)29-30
• 3.1.2 模型與計(jì)算細(xì)節(jié)30-31
• 3.1.3 復(fù)合體系的電子結(jié)構(gòu)及吸收光譜分析31-34
• 3.2 g-C_3N_4與非金屬的復(fù)合結(jié)構(gòu)研究34-36
• 3.2.1 Graphene@g-C_3N_4的研究背景34-35
• 3.2.2 計(jì)算模型與細(xì)節(jié)35
• 3.2.3 復(fù)合體系的幾何結(jié)構(gòu)35-36
• 3.3 Graphene@g-C_3N_4及S原子取代N原子后的光電性質(zhì)研究36-40
• 3.3.1 S原子摻雜Graphene@g-C_3N_4前后對(duì)石墨烯帶隙的影響36-38
• 3.3.2 S原子摻雜Graphene@g-C_3N_4復(fù)合結(jié)構(gòu)的電子轉(zhuǎn)移研究38-39
• 3.3.3 吸收光譜分析39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 炓磷P原子的缺失與取代的研究41-53
• 4.1 本文所研究的炓磷41-43
• 4.1.1 黑磷的結(jié)構(gòu)41-42
• 4.1.2 炓磷的性質(zhì)42-43
• 4.1.3 模型與計(jì)算方法43
• 4.2 缺失P原子對(duì)炓磷電子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響43-47
• 4.2.1 缺失P原子后炓磷的幾何結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性44-45
• 4.2.2 缺失一個(gè)P原子對(duì)炓磷電子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響45
• 4.2.3 缺失兩個(gè)P原子對(duì)炓磷電子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響45-47
• 4.3 S原子取代P原子后對(duì)炓磷電子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響47-52
• 4.3.1 P原子被S原子取代后的幾何結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性47-48
• 4.3.2 一個(gè)P原子被取代后對(duì)炓磷電子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響48-49
• 4.3.3 兩個(gè)P原子被取代后對(duì)炓磷電子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的影響49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 總結(jié)和展望53-59
• 5.1 研究?jī)?nèi)容和成果53-55
• 5.1.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)53-54
• 5.1.2 取得的成果和結(jié)論54-55
• 5.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)及意義55-57
• 5.2.1 本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)55-56
• 5.2.2 本文研究的意義56-57
• 5.3 進(jìn)一步的研究與展望57-59
• 5.3.1 有待深入研究的問(wèn)題57
• 5.3.2 研究展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 附錄65-66

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1 記者 張Z，

本文編號(hào)：1001486