二维磷烯的晶界结构和性质第一性原理研究

毕业设计说明书中文摘要随着纳米科学技术的飞速发展，类石墨烯二维纳米材料已经成为纳米科技领域一个重要的研究课题。磷烯自实验上被成功制备以来，由于其合适的带隙、独特的皱褶结构以及各向异性的电子性质吸引了大量的实验和理论研究。在磷烯制备过程中不可避免地会引入晶界并对其性质产生重大影响，本文主要从第一性原理出发，研究了磷烯中5|8|5周期性线缺陷的几何结构以及其引入对磷烯物理性质的影响。通过研究我们发现连接磷烯上下半平面的5|8|5晶界比较稳定，同时晶界的引入增大了磷烯的带隙，并且使磷烯从原来的直接带隙变成间接带隙。84691

毕业论文关键词磷烯晶界结构电子性质第一性原理

毕业设计说明书外文摘要

Title The Study of Two-dimension Phosphorene’s Grain boundaries using frist-principles method

Abstract With the rapid development of nano-science and technology, two-dimensional material graphene class has become an important part of nanotechnology research。 Since the successful preparation of Phosphorene, it has attracted a large number of experimental and theoretical research due to its appropriate band gap, the unique structure of the folds and anisotropic electronic properties。 In the preparation of Phosphorene process, it is inevitably that grain boundaries are involved and have a major impact on its property, this paper, based on first principle, studied the Phosphorene in 5 | 8 | 5 periodic line defect geometry and incorporated effect of Phosphorene’s physical properties。 Through research we found that Phosphorene’s upper and lower halves of the plane 5 | 8 | 5 grain boundaries is relatively stable, while the interfere of grain boundaries increases Phosphorene’s band gap, and changed Phosphorene’s band gap type from the original direct into indirect。

Keywords Phosphorene Grain boundary structure electronic properties Frist-principles method

1 引言 1

1。1 石墨烯的背景介绍… 1

1。2 石墨烯的缺陷… 3

1。3 磷烯及其性质… 3

1。4 晶界… 4

2 第一性原理方法… 6

2。1 第一性原理的介绍 6

2。2 密度泛函理论… 7

2。3 交换关联势… 9

2。4 平面波基和原子轨道基 10

2。5 赝势和全电子方法 11

2。6 Hellmann-Feynman 定理 12

2。7 第一性原理计算程序 13

3 计算结构与讨论… 14

3。1 计算模型… 14

3。2 计算参数… 15

3。3 含线缺陷磷烯纳米带的结构… 15

3。4 含线缺陷磷烯的电子性质… 16

结论 18

参考文献19

致谢 21

1 引言

磷烯的出现，还要从石墨烯开始说起。众所周知，在2004年，物理学家安德烈和康斯坦丁，利用物理剥离法，成功分离出单层石墨烯，同时也证明了石墨烯是可以从单独存在的。在石墨烯被发现之后的12年里。海量的关于石墨烯的研究纷纷涌现。但是由于种种原因，石墨烯的大规模应用还没有成功实现。因此石墨烯的替代品们也获得了相当广泛的关注。如二硫化钼，磷烯，三硫化钛等等。

这些材料拥有一个共同点，它们都是单层结构，并且层与层之间由范德瓦尔斯力结合。但是层内则是由共价键结合的。二维磷烯的晶界结构和性质第一性原理研究:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_100690.html