發(fā)布時間：2021-08-26 18:25

　　現(xiàn)代科學技術的進步和新材料的研究領域的不斷擴展,對人們的日常生活產(chǎn)生了巨大的影響。隨著研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)二維材料具備與塊體材料不同的獨特性能,這使得二維材料在科學研究以及技術發(fā)展中占有越來越重要的地位。因此,設計具有新物性的二維材料是未來高科技領域發(fā)展的一個有重要價值的研究課題。本文通過基于密度泛函理論的第一性原理計算方法,設計了一系列二維MX4（M=Ru,Os;X=S,Se,Te）材料,并對MX4材料的物理性能進行研究,主要結論如下:1)設計了新型具有穩(wěn)定結構的二維MX4單層材料,并預測了其電子結構。根據(jù)化學常識,我們設計了一種具有五元環(huán)結構的金屬八配位的二維MX4（M=Ru,Os;X=S,Se,Te）材料,它是由中間的M金屬原子層與兩層X硫族原子層形成三明治的結構。在單層MX4（M=Ru,Os;X=S,Se,Te）材料中,單層RuS4、OsS4材料的結構是熱力學穩(wěn)定的。在我們計算的單層MX4的能帶結構中,除了單層RuS4（半金屬）,其他的都展現(xiàn)出金屬性。這些材料的能帶結構在費米能級或者費米能級附近都有一個能量簡并點,并且這個能量簡并點出現(xiàn)在高對稱點r點處。在考慮了自旋軌道耦合... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?ｈＢＮ的晶體結構ｍ??

（２）二維六方氮化硼（ｈＢＮ）??ｍ?Ｎ?ａｔｏｍ?ｉ?Ｂ?ａｔｏｍ??圖１．２?ｈＢＮ的晶體結構ｍ??二維六方氮化硼（ｈＢＮ）是繼石墨烯之后發(fā)現(xiàn)的一種二維單層材料。它是一種由相??同比例的氮原子和硼原子交替組成的六角蜂窩狀結構的化合物，結構如圖１．２所示。??在每一層中，硼和氮原子通過共價鍵結合，而這些層通過范德瓦爾斯力疊加在—起形??成塊狀晶體。塊狀的ｈＢＮ的晶格常數(shù)（ａ＝２．５０４Ａ，ａ為相鄰兩個原子之間的距離）與石??墨相近。單層的ｈＢＮ就是通常所說的白色石墨煉，它的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性都很突??出，雖然其幾何結構與石墨烯非常類似，但與石墨烯截然不同的是六方氮化硼是寬禁??帶的絕緣體。超薄二維ｈＢＮ納米片是一種化學惰性的二維納米材料，帶隙在５．９ｅＶ以??上，成為許多二維電子和光電系統(tǒng)中理想的介電材料［８］。由于其良好的電絕緣性，二??維六方氮化硼（ｈＢＮ）己經(jīng)被應用于電子設備中充當電荷防漏層。作為二維納米材料大??家庭中的一員

??代表第ＩＶ－Ｘ族過渡金屬元素，Ｘ代表硫族元素（如Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ），如圖１．３所示。這些過??渡金屬硫族化合物塊體材料的結構性質(zhì)與石墨（石墨烯的母體材料）以及六方氮化硼等??材料類似。層（Ｘ－Ｍ－Ｘ）與層之間依靠范德瓦爾斯相互作用結合在一起，而同一層原子??之間有著強烈的共價鍵。與二維平面結構的石墨烯不同的是，ＴＭＤｓ的單層結構是由??一個兩層硫族原子中間夾著一層過渡金屬原子的Ｘ－Ｍ－Ｘ夾層的二維結構。??單層或者幾層的ＴＭＤｓ是直接帶隙半導體，它們的帶隙和載流子類型隨著組分、??結構以及維度的不同而發(fā)生變化。在過渡金屬硫化物層狀結構中，層（Ｘ－Ｍ－Ｘ）與層之??間不同的堆疊方式有不同的晶相。ＴＭＤｓ材料中最常見的有１Ｔ相、２Ｈ相以及３Ｒ相，??其中字母前面的數(shù)字代表一個原胞中堆疊順序中層的數(shù)目，而字母Ｔ、Ｈ、Ｒ分別代表??三角（ｔｒｉｇｏｎａｌ）、六角（ｈｅｘａｇｏｎａｌ）和斜方六面體（ｒｈｏｍｂｏｈｄｒａｌ）。其中，２／／相又有三種不??同的形貌。而在單層ＴＭＤｓ材料中

【參考文獻】：
期刊論文
[1]The rare two-dimensional materials with Dirac cones[J]. Jinying Wang,Shibin Deng,Zhongfan Liu,Zhirong Liu.  National Science Review. 2015(01)



本文編號：3364740