隨著當今社會工業(yè)化的迅速發(fā)展,自然環(huán)境污染加劇,其中含氮、含硫等有害氣體對人類的健康構成嚴重威脅。如何對這些有害氣體進行有效探測,并采取合理措施調控其捕集與釋放等,已成為氣敏傳感領域的研究熱點。近幾年來,實驗上通過化學蝕刻的方法已制備出的二維層狀過渡金屬碳化物MXenes多達30余種,其具有層間距可調、電子結構豐富、載流子遷移率高等特性而備受研究者的關注。另外,類似二維黑磷的MXs（M=Ge,Sn;X=S,Se）納米片也通過氣-液-固相實驗方法而合成得到,其獨特的各向異性結構、可調的光、電性質等優(yōu)異性能引起國內外學者的極大興趣�，F(xiàn)有關于二維MXenes與MXs材料性能的研究表明它們在能源存儲與轉化、光電子器件、氣敏傳感器和催化等諸多領域極具應用潛力。然而,關于這兩類材料的氣敏特性尚待進一步深入研究。論文主要運用第一性原理計算方法,系統(tǒng)地研究了常見小分子氣體在二維半導體M₂CO₂和GeS表面上的吸附結構、吸附強度、電子結構和電流-電壓輸運等性質,一方面分析了這些材料對某種氣體吸附的選擇性、敏感性和結構穩(wěn)定性,并從微觀電子結構方面闡述了氣體與二維... 

【文章來源】：河南師范大學河南省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 氣敏器件研究背景與意義
    1.2 二維材料MXenes和MX研究現(xiàn)狀及存在問題
    1.3 論文研究內容與目標
第二章 理論研究基礎
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 絕熱近似與哈特里-福克(Hartree-Fock)近似
        2.1.2 Hohenberg-kohn定理
        2.1.3 Kohn-Sham方程
        2.1.4 交換關聯(lián)泛函
        2.1.5 贗勢方法
    2.2 量子化學程序包簡介
第三章 二維半導體M_2CO_2材料的氣敏特性
    3.1 研究背景
    3.2 理論模型和方法
    3.3 計算結果與討論
        3.3.1 SO_2吸附前后M_2CO_2單層的結構
        3.3.2 不同M_2CO_2單層對氣體SO_2的選擇性
        3.3.3 Sc_2CO_2單層對氣體SO_2的敏感性
        3.3.4 雙軸應變對SO_2吸附性質的調制
        3.3.5 外加電場對SO_2吸附性質的調制
        3.3.6 不同二維材料對SO_2氣體選擇性的比較
    3.4 結論
第四章 二維半導體GeS材料的氣敏特性
    4.1 研究背景
    4.2 理論模型和方法
    4.3 計算結果與討論
        4.3.1 氣體小分子吸附前后GeS單層的結構
        4.3.2 GeS單層對氣體NO_2的選擇性
        4.3.3 GeS單層對氣體NO_2的敏感性
        4.3.4 應變對NO_2在GeS單層上吸附性能的調制
        4.3.5 外加電場對NO_2在GeS單層上吸附性能的調制
        4.3.6 不同二維材料對NO_2氣體選擇性的比較
    4.4 結論
第五章 總結及展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Catalytic carbon dioxide hydrogenation to methane: A review of recent studies[J]. Xiong Su,Jinghua Xu,Binglian Liang,Hongmin Duan,Baolin Hou,Yanqiang Huang.  Journal of Energy Chemistry. 2016(04)



本文編號：3636023