石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,其獨特的蜂窩狀二維平面結構,引起了石墨烯研究熱潮。獨特的晶體結構和性質使石墨烯被認為是多晶硅時代未來電子工業(yè)很好的基礎材料,在量子物理和凝聚態(tài)物理的基礎研究方面具有很大研究價值。使用物質摻雜石墨烯的方法改善石墨烯的性質,滿足在傳感器、晶體管等方面的應用,已成為提高石墨烯性能的主要手段。所以,本文對氯化金分子吸附摻雜石墨烯進行了研究,主要工作如下:首先,我們對石墨烯及其相關材料進行了簡介,介紹了石墨烯的結構、性質和幾種主要制備方法,并對石墨烯的應用、改性和本文的研究背景進行了論述。其次,介紹了第一性原理的發(fā)展與基本思想,進一步詳細介紹了第一性原理的理論基礎——密度泛函理論,并介紹了基于此理論的CASTEP軟件包和其應用。然后,介紹了軟件的參數(shù)設置和使用方法,構建了雙層石墨烯,氯化金分子單側表面摻雜雙層石墨烯和夾層摻雜雙層石墨烯模型,并對其進行優(yōu)化和計算相關性質。研究了優(yōu)化后的結構參數(shù),結構的形成能,功函數(shù)和能帶結構。結果表明,夾層位置摻雜和單側表面摻雜時,功函數(shù)都有明顯提高且禁帶寬度有顯著增加,成功獲得了P型石墨烯,此外,夾層摻雜獲得的P型石墨烯具有比表面摻雜更好的穩(wěn)定...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 石墨烯的簡介
    1.2 石墨烯的結構、性質和制備方法
        1.2.1 石墨烯的結構
        1.2.2 石墨烯的性質
        1.2.3 石墨烯的制備方法
    1.3 石墨烯的應用
    1.4 石墨烯的改性
    1.5 本課題的研究目意義和主要內容
        1.5.1 本課題的研究目的和意義
        1.5.2 本論文的主要研究內容和論文安排
第二章 理論基礎
    2.1 計算模擬理論的發(fā)展過程和意義
    2.2 第一性原理
    2.3 密度泛函理論
    2.4 模擬軟件簡介
        2.4.1 MaterialStudio軟件
        2.4.2 CASTEP軟件包簡介
    2.5 計算機的模擬流程
    2.6 本章小結
第三章 氯化金分子對雙層石墨烯的吸附
    3.1 雙層石墨烯模型的建立、優(yōu)化及性質計算
        3.1.1 雙層石墨烯模型的建立
        3.1.2 雙層石墨烯模型的優(yōu)化
        3.1.3 雙層石墨烯模型性質的計算
    3.2 氯化金分子在雙層石墨烯單側表面吸附模型的建立、優(yōu)化及性質計算
        3.2.1 氯化金分子模型的建立
        3.2.2 氯化金分子結構的優(yōu)化
        3.2.3 氯化金分子在雙層石墨烯單側表面吸附模型的建立
        3.2.4 氯化金分子在雙層石墨烯單側表面吸附模型的優(yōu)化
        3.2.5 氯化金分子在雙層石墨烯單側表面吸附模型性質的計算
    3.3 氯化金分子在雙層石墨烯夾層位置吸附模型的建立、優(yōu)化及性質計算
        3.3.1 氯化金分子在雙層石墨烯夾層位置吸附模型的建立
        3.3.2 氯化金分子在雙層石墨烯夾層位置吸附模型的優(yōu)化
        3.3.3 氯化金分子在雙層石墨烯夾層位置吸附模型性質的計算
    3.4 關于雙層石墨烯研究計算結果的分析
        3.4.1 結構參數(shù)和穩(wěn)定性
        3.4.2 功函數(shù)
        3.4.3 能帶結構
    3.5 本章小結
第四章 氯化金分子對單層石墨烯的吸附及結論
    4.1 單層石墨烯的建立、優(yōu)化及性質計算
        4.1.1 單層石墨烯模型的建立
        4.1.2 單層石墨烯模型的優(yōu)化
        4.1.3 石墨烯模型性質的計算
    4.2 氯化金分子在單層石墨烯表面吸附模型的建立、優(yōu)化及性質計算
        4.2.1 氯化金分子在單層石墨烯單側表面吸附模型的建立
        4.2.2 氯化金分子在單層石墨烯單側表面吸附模型的優(yōu)化
        4.2.3 氯化金分子在單層石墨烯單側表面吸附模型性質的計算
    4.3 關于單層石墨烯研究計算結果的分析
        4.3.1 結構參數(shù)和穩(wěn)定性
        4.3.2 功函數(shù)
        4.3.3 能帶結構
    4.4 雙層石墨烯結構和單層石墨烯結構數(shù)據(jù)比較
        4.4.1 數(shù)據(jù)結果對比
        4.4.2 研究結論
        4.4.3 機理分析
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3793830