第一性原理研究石墨炔型BC X N(x=1,2)的光電特性和儲(chǔ)氫性能
發(fā)布時(shí)間:2021-09-04 23:14
α、β、γ-石墨炔(Graphyne)是由sp2和sp雜化碳原子構(gòu)成的二維碳材料,具有天然的帶隙,是一類本征半導(dǎo)體。三種石墨炔同時(shí)具有比表面積大、高度共軛、無(wú)順?lè)串悩?gòu)、載流子遷移率高等優(yōu)點(diǎn),理論預(yù)測(cè)α、β、γ-石墨炔在光電器件、催化劑、儲(chǔ)能、電池陽(yáng)極材料等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。三種石墨炔結(jié)構(gòu)的帶隙值比較小,在0~0.46eV之間,因此,探索調(diào)控石墨炔帶隙的方法是拓寬它們應(yīng)用領(lǐng)域的有效途徑。實(shí)驗(yàn)上成功合成出的γ-石墨雙炔(Graphdiyne)在經(jīng)過(guò)硼(B)、氮(N)元素?fù)诫s后,能更好地應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、儲(chǔ)鋰、傳感器等領(lǐng)域,這種現(xiàn)象證實(shí)了石墨炔的性能可在摻雜其他元素后得到改善。當(dāng)前的研究表明α、β、γ-石墨炔型BN(Graphyne-BN)屬于寬帶隙半導(dǎo)體,帶隙值均大于4eV,在紫外光區(qū)顯示出強(qiáng)烈的光學(xué)響應(yīng),證明了B、N元素能夠有效地調(diào)控α、β、γ-石墨炔的光電性能。α、β、γ-石墨炔型BN已經(jīng)被大量地研究,但是保持碳(C)元素自身的α、β、γ-石墨炔型BCxN結(jié)構(gòu)至今未有報(bào)道。因此,本文基于密度泛函下的第一性原理,對(duì)三種全碳石墨炔結(jié)構(gòu)進(jìn)行硼...
【文章來(lái)源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
三種石墨炔的晶體結(jié)構(gòu):(a)α-石墨炔,(b)β-石墨炔,(c)γ-石墨炔(紅色單元表示石墨炔的單胞,紅色和灰色小球分別代表sp2和sp雜化碳原子)
圖 2.1 求解多粒子體系薛定諤方程的簡(jiǎn)化過(guò)程Figure 2.1 The approximate process of Schr dinger equationppenheimer 近似定諤方程獲得波函數(shù)的過(guò)程中,由于體系的原子核和電子數(shù)
西南大學(xué)碩士學(xué)位論文征能量;并且,在原子芯半徑以外,它的電和形狀,在原子芯半徑以內(nèi),電子波函數(shù)較算困難。模守恒贗勢(shì)在運(yùn)用的時(shí)候要求贗勢(shì)與真實(shí)電荷相等、贗勢(shì)下的能量本征值和真真實(shí)波函數(shù)一致 4 個(gè)條件。從而,模守恒贗快速地計(jì)算許多體系。但它不能很好地描族元素時(shí)受到了限制。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于3d元素?fù)诫s的石墨二炔分子傳感材料性能調(diào)控[J]. 陳熙,張勝利. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]石墨炔結(jié)構(gòu)表征及在光電催化反應(yīng)中的應(yīng)用[J]. 盧秀利,韓瑩瑩,魯統(tǒng)部. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]石墨炔的化學(xué)修飾及功能化[J]. 李勇軍,李玉良. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[4]二維碳石墨炔研究進(jìn)展與展望[J]. 陳彥煥,劉輝彪,李玉良. 科學(xué)通報(bào). 2016(26)
[5]二維碳石墨炔的結(jié)構(gòu)及其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 黃長(zhǎng)水,李玉良. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]斜鋯石型IVTMO2(M=Ti,Zr,Hf)的彈性、硬度以及各向異性研究(英文)[J]. 陳志謙,李鳳,胡萌,李春梅. Science China Materials. 2015(11)
博士論文
[1]摻雜對(duì)絡(luò)合物和MOF-5儲(chǔ)放氫性能影響的多尺度模擬[D]. 余蘇葉.北京科技大學(xué) 2018
[2]新型石墨雙炔材料的化學(xué)合成方法研究[D]. 李加強(qiáng).重慶大學(xué) 2017
[3]幾種低維儲(chǔ)氫材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)[D]. 郭艷華.南京大學(xué) 2013
碩士論文
[1]M2O5(M=V,Nb,Ta)的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)和彈性性質(zhì)的理論研究[D]. 胡萌.西南大學(xué) 2017
[2]單層MoS2熱學(xué)性能的第一性原理研究[D]. 蘇杰.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]第一性原理研究電場(chǎng)下金屬修飾和元素?fù)诫s對(duì)石墨炔(graphyne)儲(chǔ)氫性質(zhì)的影響[D]. 張麗紅.北京化工大學(xué) 2014
[4]IVB族過(guò)渡金屬氮化物第一性原理研究[D]. 王瑨.西南大學(xué) 2013
本文編號(hào):3384189
【文章來(lái)源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
三種石墨炔的晶體結(jié)構(gòu):(a)α-石墨炔,(b)β-石墨炔,(c)γ-石墨炔(紅色單元表示石墨炔的單胞,紅色和灰色小球分別代表sp2和sp雜化碳原子)
圖 2.1 求解多粒子體系薛定諤方程的簡(jiǎn)化過(guò)程Figure 2.1 The approximate process of Schr dinger equationppenheimer 近似定諤方程獲得波函數(shù)的過(guò)程中,由于體系的原子核和電子數(shù)
西南大學(xué)碩士學(xué)位論文征能量;并且,在原子芯半徑以外,它的電和形狀,在原子芯半徑以內(nèi),電子波函數(shù)較算困難。模守恒贗勢(shì)在運(yùn)用的時(shí)候要求贗勢(shì)與真實(shí)電荷相等、贗勢(shì)下的能量本征值和真真實(shí)波函數(shù)一致 4 個(gè)條件。從而,模守恒贗快速地計(jì)算許多體系。但它不能很好地描族元素時(shí)受到了限制。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于3d元素?fù)诫s的石墨二炔分子傳感材料性能調(diào)控[J]. 陳熙,張勝利. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]石墨炔結(jié)構(gòu)表征及在光電催化反應(yīng)中的應(yīng)用[J]. 盧秀利,韓瑩瑩,魯統(tǒng)部. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]石墨炔的化學(xué)修飾及功能化[J]. 李勇軍,李玉良. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[4]二維碳石墨炔研究進(jìn)展與展望[J]. 陳彥煥,劉輝彪,李玉良. 科學(xué)通報(bào). 2016(26)
[5]二維碳石墨炔的結(jié)構(gòu)及其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 黃長(zhǎng)水,李玉良. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]斜鋯石型IVTMO2(M=Ti,Zr,Hf)的彈性、硬度以及各向異性研究(英文)[J]. 陳志謙,李鳳,胡萌,李春梅. Science China Materials. 2015(11)
博士論文
[1]摻雜對(duì)絡(luò)合物和MOF-5儲(chǔ)放氫性能影響的多尺度模擬[D]. 余蘇葉.北京科技大學(xué) 2018
[2]新型石墨雙炔材料的化學(xué)合成方法研究[D]. 李加強(qiáng).重慶大學(xué) 2017
[3]幾種低維儲(chǔ)氫材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)[D]. 郭艷華.南京大學(xué) 2013
碩士論文
[1]M2O5(M=V,Nb,Ta)的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)和彈性性質(zhì)的理論研究[D]. 胡萌.西南大學(xué) 2017
[2]單層MoS2熱學(xué)性能的第一性原理研究[D]. 蘇杰.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]第一性原理研究電場(chǎng)下金屬修飾和元素?fù)诫s對(duì)石墨炔(graphyne)儲(chǔ)氫性質(zhì)的影響[D]. 張麗紅.北京化工大學(xué) 2014
[4]IVB族過(guò)渡金屬氮化物第一性原理研究[D]. 王瑨.西南大學(xué) 2013
本文編號(hào):3384189
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