二維材料由于其特有的物理、化學(xué)性質(zhì)受到了各個領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。理論計算、材料模擬和結(jié)構(gòu)預(yù)測已經(jīng)成為研究二維材料性質(zhì)和設(shè)計新型二維材料的重要手段。此外,自下而上的二維材料合成方法為理論預(yù)測結(jié)構(gòu)的實驗合成提供了可能。由于Fe-P化合物中豐富結(jié)構(gòu)構(gòu)型,富Fe化合物特殊的磁性,以及含磷過渡金屬二維材料的發(fā)現(xiàn),激發(fā)了人們對二維Fe-P材料的研究興趣,希望可以獲得具有優(yōu)異性能的新型二維Fe-P材料。一方面,過渡金屬Fe由于存在半滿的d軌道提供磁矩使得其化合物具有應(yīng)用于自旋電子學(xué)器件的可能。隨著人們對于器件尺寸微型化的需求,自旋電子學(xué)器件受到了空前的關(guān)注,尋找二維室溫鐵磁體顯得尤為重要。另一方面,P在與過渡金屬形成化合物的過程中,可以從過渡金屬獲得電子而顯示負(fù)電性。負(fù)電性的P可以捕捉H質(zhì)子從而傳遞氫,作為析氫反應(yīng)(HER)催化位點。研究表明,在過渡金屬磷化物中,P含量的增多有利于提升其析氫反應(yīng)的催化活性。本文基于第一性原理計算結(jié)合結(jié)構(gòu)搜索算法,對二維Fe-P體系進(jìn)行了結(jié)構(gòu)預(yù)測,考慮的化學(xué)組分為Fe_xP_y(x=1-3,y=1;x=1,y=1-4),發(fā)現(xiàn)了...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 Fe-P化合物簡述
        1.1.1 常壓下Fe-P化合物研究
        1.1.2 高壓下Fe-P化合物研究
    1.2 二維材料簡述
        1.2.1 二維材料研究背景
        1.2.2 二維鐵磁材料研究現(xiàn)狀
        1.2.3 二維析氫反應(yīng)催化劑
    1.3 本文的選題目的和意義
    1.4 本文的創(chuàng)新性
第二章 理論預(yù)測穩(wěn)定的二維Fe-P單層
    2.1 前言
    2.2 計算細(xì)節(jié)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 Fe_xP_y單層的相對形成能
        2.3.2 Fe_xP_y單層的內(nèi)聚能、動力學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定性
        2.3.3 Fe_xP_y單層的結(jié)構(gòu)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 富Fe組分二維Fe₃P電子和磁學(xué)性質(zhì)研究
    3.1 前言
    3.2 計算細(xì)節(jié)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Fe₃P單層的磁構(gòu)型
        3.3.2 Fe₃P單層的電子性質(zhì)研究
        3.3.3 Fe₃P單層的磁各向異性能和居里溫度
        3.3.4 應(yīng)變下Fe₃P單層的磁性研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 富 P 組分二維 Fe P_y(y=1-4)電子性質(zhì)和析氫反應(yīng)活性研究
    4.1 前言
    4.2 計算細(xì)節(jié)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 FeP_y(y=1-4)單層的電子性質(zhì)研究
        4.3.2 FeP_y(y=1-4)單層作為析氫反應(yīng)催化劑的性能研究
        4.3.3 應(yīng)變下FeP_y(y=1-4)單層析氫反應(yīng)催化劑的性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
在學(xué)期間公開發(fā)表論文及著作情況



本文編號：3927118