二維納米材料具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì),在微納米電子器件、能源儲存和環(huán)境保護等方面具有重要的應(yīng)用價值。石墨烯的發(fā)現(xiàn)為科研人員尋找其它二維納米材料提供了動力。隨之而來許多二維納米結(jié)構(gòu)如硅烯、單層二硫化鉬、黑磷烯等相繼成功地通過實驗獲得,并且這些二維納米材料在力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等方面有諸多的優(yōu)點和應(yīng)用價值。這些研究掀起了二維納米材料研究的熱潮。硼和碳在元素周期表中是相鄰元素,所以二維硼納米結(jié)構(gòu)也引起了人們的關(guān)注。大量的理論和實驗研究發(fā)現(xiàn),二維硼烯獨特的幾何結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)在儲能、催化、微納電子學(xué)等領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。本文主要利用第一性原理中的密度泛函理論對硼烯納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)和電化學(xué)儲能等方面的系統(tǒng)研究。主要內(nèi)容包括:（1）不同結(jié)構(gòu)的硼烯力學(xué)性能。首先計算了單層硼烯的力學(xué)性能,得到了單軸拉伸下的理想應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線、楊氏模量和極限應(yīng)變等參數(shù),驗證了模型和計算方法的準(zhǔn)確性;隨后,計算了層數(shù)對硼烯力學(xué)性能的影響;最后,研究了雙層硼烯儲鋰的力學(xué)性能。（2）磷原子摻雜硼烯的儲鋰容量、結(jié)合能和開路電壓。建立了磷原子摻雜硼烯的計算模型,系統(tǒng)地研究了磷原子摻雜對硼烯電子結(jié)構(gòu)的影響。通過計算儲鋰后的... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２硼烯納米結(jié)構(gòu)在Ａｇ（ｌｌｌ）表面生長示意圖??

湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文??圖１．２硼烯納米結(jié)構(gòu)在Ａｇ（ｌｌｌ）表面生長示意圖??１．３．２電學(xué)性質(zhì)??根據(jù)Ｍａｍｉｉｘ等人的實驗和理論計算結(jié)果，褶皺的三角形的硼烯呈金屬特性，??具有較高的導(dǎo)電率。圖１．３是褶皺的三角形硼烯模型以及鋰原子和鈉原子遷移的??能量勢壘圖。在常溫條件下，鋰原子在褶皺硼烯表面定向遷移速率是石墨烯、二??硫化鉬等二維納米材料的１〇４－１〇５倍之多［４］。同時由于硼烯的褶皺結(jié)構(gòu)使得其儲??鋰的理論容量要比石墨烯的大很多，所以這種褶皺的硼烯作為電極材料有巨大的??潛力。此外，Ｘｕ等人［５］制備出的超薄的硼納米層（＝１０?ｎｍ）是一種ｐ型半導(dǎo)體，??載流子模量為ｌＭｘＫ＾ｃｍ２．�。蓿�?？廠１，相對較高。??７?Ｉ?＾?Ｌｉ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?Ｉ?＾??］１＿??ｄｉｆｆｕｓｉ

増強因子（１３６３），即反應(yīng)快速；低的開啟電場（￡；。＝３．６￥４＾），即穩(wěn)定性好。這種??有著良好的靈敏度、可靠的穩(wěn)定性的納米材料在集成電路和光電器件等光電探測??器上有著潛在的應(yīng)用價值。圖１．４是在不同溫度下的電流密度與開啟電場的關(guān)系??圖。??３?６－?５０，—??一?５－?４５＇?＼?５７３?Ｋ，．，??Ｉ．?Ｉ－?Ｖ?／??｜?ｅ？３５＇?＼?Ｊｉｉ??＾?３－?３?０．?；／／??Ｉ：二；??０?１?２?３?４?５?１??Ｅ?（Ｖ／＿）??＿??￣０２０￣＇￣０２５￣＇＂＂＂＂０３０￣＇￣０３５￣＇￣０４０￣?丨??１／Ｅ?（ｆｉｍＡ／）??圖１．３（ａ）在不同溫度下的電流密度－開啟電場（Ｊ－Ｅ）圖以及與它

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]All boron-based 2D material as anode material in Li-ion batteries[J]. Ning Jiang,Biao Li,Fanghua Ning,Dingguo Xia.  Journal of Energy Chemistry. 2018(06)

博士論文
[1]N2H4在過渡金屬及合金表面吸附和分解的第一性原理研究[D]. 賀艷斌.山西師范大學(xué) 2015
[2]鎳基單晶高溫合金中相界面的電子顯微學(xué)與第一性原理研究[D]. 孫飛.山東大學(xué) 2014
[3]小分子在二氧化鈦和石墨烯表面吸附與反應(yīng)的第一性原理研究[D]. 苗萌.浙江大學(xué) 2014
[4]基于第一性原理的Ta3N5光催化材料的缺陷研究[D]. 王家佳.南京大學(xué) 2014
[5]摻雜二氧化鈦的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性的第一性原理研究[D]. 郭美麗.天津大學(xué) 2013
[6]低維碳基分子器件的電荷輸運機理研究及計算設(shè)計[D]. 張小姣.湖南大學(xué) 2012
[7]摻雜二氧化鈦的穩(wěn)定性、電子結(jié)構(gòu)及相關(guān)性質(zhì)的第一性原理研究[D]. 楊可松.山東大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于第一性原理的銳鈦礦型TiO2力學(xué)性質(zhì)研究[D]. 吳文虎.湘潭大學(xué) 2015
[2]第一性原理研究壓力對Ni3X（X=Pt,Mo,V,Sn）力學(xué)性能、電子結(jié)構(gòu)和熱學(xué)性能的影響[D]. 齊雷.中北大學(xué) 2015
[3]合金元素?fù)诫s對鎂基體強化效果的第一性原理研究[D]. 黃天龍.吉林大學(xué) 2015
[4]Inconel 718合金的相及界面性質(zhì)的第一性原理研究[D]. 文志勤.中北大學(xué) 2014
[5]哈斯勒合金作半金屬材料和拓?fù)浣^緣體材料的研究[D]. 鄧弘.蘭州大學(xué) 2013
[6]氧化鈰載金體系的DFT研究[D]. 朱文君.華東理工大學(xué) 2011



本文編號：3453217