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新型纳米材料尤其是二维纳米材料的成功发现、制备则为延续摩尔定律提供了一种新的可能性。作为二维材料的代表，石墨烯是具有单原子厚度的六角网格状材料，其载流子迁移率是目前已知的最高的材料之一。伴随着越来越多具有不同物理化学性质的二维材料的发现，纳米尺度的功能器件将有可能走进人们的生活,延续摩尔定律。

在本文的第二章中，我们首先介绍了和我们工作有关的一些研究背景和发展前景。简单介绍了在纳米尺度上，二维材料发展的一些基本知识。

在第三章中，我们主要介绍了我们的研究涉及到的一些基本理论知识。通过学习这些知识我们能够用更好的理论体系去研究我们的课题。

在第四章中我们主要介绍了我们在模拟过程中用到的软件。这些专业的软件是基于上面所说的理论知识，能够帮助我们简化计算。

在第五章中我们介绍了我们对石墨烯/硼氮原子层这种层状材料的研究计算。分析其能带，尤其是在外力调控下电子结构的变化情况；研究其电子转移情况，推导出在外力调控下的可能电子变化。在此基础上，我们研究了其电子极化，分析了电子极化与应力的关系。为二维材料的铁电化提供了思路。

2  背景介绍

2。1  半导体材料

半导体科学在当今世界是最重要的科学之一。人们用半导体材料制造了我们生活中需要的各种各样产品。小到二极管，电晶体，电池，集成电路，大到硬盘，笔记本电脑，太阳能电池板，宇宙飞船，这些对我们人类世界极为重要的产品都是半导体科学的研究成果。可以说，离开了半导体科学我们人类的科技将倒退几十年。

半导体现象最早是在19世纪有英国科学家法拉第最先发现的。当时法拉第发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属。一般来说，金属的电阻会随着温度的升高而增加。这是由金属原子的原子构造所决定的。金属是极易失去电子的，所以在金属的晶胞中，自由电子已经很多了，温度增加不会使自由电子发生显著变化，自由电子浓度不会有较大改变，然而由于温度升高，金属晶胞的晶格振动会变得激烈起来，晶格振动越激烈，偏离规则排列的程度也就越大。这时候金属的电阻就会增加。然而法拉第观察到硫化银材料的电阻却是随着温度的上升而下降，这是半导体现象别人们首次观测出来。在20世纪二三十年代，人类真正能够制造出纯度很高的半导体材料，这时候半导体技术才算是真正的发展起来。

半导体科学技术是综合性的科学技术。物理学的研究为之提供了重要的基础。半导体技术这么重要的原因是因为半导体内部的电子可以做多样化的运动，它的性质密切依赖于杂质、光照、温度、压力等诸多因素，因此半导体物理学能够揭示出物质的规律性。

硅是现代电子器件常用的半导体材料，其较好的能隙以及稳定的p,n双型掺杂丰富了硅基半导体材料的应用。在过去的几十年里，硅基材料一直支持了电子器件的快速发展。但是，当现在常用的半导体材料不断微型化会，面临着量子限制效应以及边界效应，这将导致半导体材料的本身物性的变化。当然，新的纳米尺度的材料制备本身也面临着巨大的障碍。此外，当这些器件集成化以后，其热学问题也不容忽视。因此，传统硅基的半导体产业面临着难以克服的困难。

2。2  表面工程

表面技术是近些年来浮现的一门新型的科学技术。虽然早在远古时代，人类就开始进行了表面工程的研究，但是直到1983年英格兰伯明翰大学的物理学教授Tom Bell提出了表面工程的概念，这项技术真正成为跨越多种学科的综合性技术。同时，表面工程技术在现在的各个领域发挥着越来越重要的作用。而随着纳米技术的发展，纳米机器人、纳米电机等系统涉及到了大量的表面科学问题。这使得人类对材料的要求越来越高。超高温，超低温，超高真空，超高压，强腐蚀，强氧化，强辐射，在这些环境下人类依然需要器件保持稳定的工作状态。纳米表面工程就是在这种情况下诞生的。纳米表面工程将纳米材料，纳米技术和表面工程结合到了一起，并进行综合的研究开发。文献综述 (责任编辑：qin)