近年來(lái),碳基材料由于其豐富的結(jié)構(gòu)形貌,優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)等性能受到人們的廣泛關(guān)注。廣義上碳基材料可以看做碳原子為骨架的材料體系,包括金剛石、石墨等純碳體系和高分子有機(jī)物等多種原子體系。隨著低維度材料的相關(guān)研究不斷升溫,易獲得、易調(diào)制且成本低廉的各類碳基材料不斷進(jìn)入人們的視野并得到大量關(guān)注,在催化、能源、環(huán)境、探測(cè)器件及各類基礎(chǔ)物理化學(xué)研究中得到廣泛的應(yīng)用。作為一種完全人工設(shè)計(jì)合成的新型碳基材料,石墨相氮化碳(g-C₃N₄)甫一出現(xiàn)就受到了人們的廣泛關(guān)注。近年來(lái),由于其獨(dú)特的理化性質(zhì)和電子結(jié)構(gòu),該材料在光催化降解有機(jī)污染物、氣體降解、光催化產(chǎn)氫和燃料電池電極等諸多方面有著令人眼前一亮的表現(xiàn),大量的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)工作也隨之展開。然而大量的工作過(guò)于強(qiáng)調(diào)引入外界影響如摻雜、異質(zhì)結(jié)、電場(chǎng)磁場(chǎng)來(lái)調(diào)制體系結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu),忽略了本征體系的復(fù)雜性和簡(jiǎn)單的體系改變?nèi)缳|(zhì)子化等對(duì)于材料理化性質(zhì)的影響。本文針對(duì)以上問(wèn)題,展開了如下的研究工作:1.首次提出控制疊層的方式能夠在層狀半導(dǎo)體材料中實(shí)現(xiàn)電荷空間分離效應(yīng),并在石墨相氮化碳體系中通過(guò)計(jì)算證實(shí)了該理論控制電荷的...

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 低維碳材料的背景和研究進(jìn)展
    1.2 論文選題依據(jù)
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容
第2章 計(jì)算方法及理論基礎(chǔ)
    2.1 第一性原理計(jì)算方法(First Principles calculation methods)
        2.1.1 絕熱近似(Adiabatic approximation)
        2.1.2 HF方程(Hartree-Fork approximation)
    2.2 密度泛函基礎(chǔ)理論(Density Functional Theory)
        2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.2 Kohn-Sham方程
        2.2.3 交換關(guān)聯(lián)泛函(Exchange-Correlation Functional)
    2.3 能帶色散關(guān)系計(jì)算基礎(chǔ)理論
        2.3.1 平面波基組
        2.3.2 贗勢(shì)
    2.4 相關(guān)計(jì)算及可視化軟件包
第3章 石墨相氮化碳的研究現(xiàn)狀
    3.1 研究背景
    3.2 石墨相氮化碳的基本性質(zhì)
        3.2.1 結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        3.2.2 能帶色散關(guān)系
    3.3 g-C₃N₄ 實(shí)驗(yàn)和理論進(jìn)展
        3.3.1 g-C₃N₄ 摻雜和復(fù)合體系
        3.3.2 g-C₃N₄ 光催化進(jìn)展
    3.4 本章小結(jié)
第4章 疊層效應(yīng)在g-C₃N₄中引入的空間電荷分離效應(yīng)
    4.1 研究背景
    4.2 計(jì)算方法及過(guò)程
    4.3 計(jì)算結(jié)果及討論
    4.4 本章小結(jié)
第5章g-C₃N₄中氫化增強(qiáng)光催化效應(yīng)的研究
    5.1 研究背景
    5.2 計(jì)算和實(shí)驗(yàn)方法及過(guò)程
    5.3 結(jié)果及討論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 多孔碳/有機(jī)分子/金屬?gòu)?fù)合微結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能優(yōu)化研究
    6.1 優(yōu)化體系設(shè)計(jì)思路
    6.2 材料體系的合成制備
    6.3 材料體系的表征與分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3857770