一些二维材料的第一性原理计算与设计化学物理专业论文.docxVIP

谨以此文献给我最爱的家人们 谨以此文 献给我最爱的家人们 万方数据 目 目 录 目 录 目 录 一 III 摘要 ．．VII ABSTRACT Ⅺ 第一章密度泛函理论简介 ．． 1 1．1量子化学基础理论 ． ． 1 1．2密度泛函理论的基础 ． ．． 5 l。2．1 Thomas-Fermi-Dirac近似．．． ．． 5 1．2．2 Hohenberg-Kohn理论：多体理论··．．．··．．．·．．．．． ·· ． ·．．． 6 1．2．3 Kohn．Sham方程：有效单电子近似．．．．．．．．．．．．．． ．．．．． ．． 6 1-3交换相关能量泛函的发展 ．． 7 1．3．1局域自旋密度近似(LSDA)·． ．．．．．．．．．．． ．．． ．． 7 1．3．2广义梯度近似(GGA)···· ·．．．．．．．． ．． ． ．．．．8 1．3．3杂化密度泛函 ．8 1．4密度泛函理论的应用 8 1．5一些常用的计算软件包． 9 1．5．1 V久SP ． 10 1．5．2 Quantum-ESPRESSO 10 参考文献 ． ．10 第二章一些常见二维材料的研究进展 13 2．1引言 ．． 13 2．2石墨烯及其衍生物的研究进展 ．14 2．2．1石墨烯的发现．．． ．． ． ．．．． ． ．．． ．．14 2．2．2石墨烯的结构及其调控．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 2．2．3石墨烯的输运性质．．． ．．． ．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．17 2．2．4石墨烯的磁学性质．．．．． ． ．． ．．． ．．．．． 18 2．2．5石墨烯的量子点 ．．．． ．．．．．．． ．．．． ．．． ．．．．．19 2．2．6石墨烯在电极材料方面的应用 ．．．．．． ．． ．．． ．．20 2．2．7石墨烯纳米带的研究进展．．．． ． ． ．．．．．．．．．． ． ．．20 III 万方数据 目 目 录 2．3一些其他二维材料的研究简介 ．2l 2．3．1六方氮化硼h-BN．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．． ．．． ．．．．．．．21 2．3．2过渡金属硫化物．．．．．．．． ．． ．．．．．．． ．． ．．． ．．．．．．．24 2．3．3黑磷．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ．．． ．．．．．．．． ．． ．．26 2．4小结 ．．29 参考文献．．．． ． 30 第三章氟取代二维锗烷的第一性原理研究 ．33 3．1研究背景 ·33 3．2计算方法和细节 ．38 3．3计算结果和讨论 ·38 3．4小结 ··45 参考文献 ··45 第四章载流子迁移率的第一性原理计算方法 ··49 4．1载流子迁移率的研究背景 ··49 4．2计算方法 ·51 4．2．1玻尔兹曼输运理论 ． ····· ·· ··5l 4．2．2形变势理论 ．． ． -．．．．．．．······ · ·· ·53 4．2．3有效质量近似．．． ．． ．．． ．． ．． ·· ···· ·· ··53 4．2．4数值的计算方案 ．． ．． ··．．． ······· · ·· ·54 4．3一些常见材料的载流子迁移率 一 ·56 4．3．1石墨烯．．．．．．． ·．． ······．· ··· ·· · ··· 56 4．3．2石墨炔． ．．．．．．．． ．．．．．-．． ．．．．．-··· ····．·· ···62 4．4侥N的载流子迁移率 66 4．5小结 ． · 67 参考文献 ． ·68 第五章基于范德瓦尔斯相互作用的纳米尺度测量 71 5．1研究背景 ．71 5．2计算方法和细节 ．72 5．3蓝磷电子结构性质的研究 ．．73 5．4基于范德瓦尔斯相互作用的纳米尺度测量方法 ．．76 5．5小结 ．．80 参考文献 ．．81 IV 万方数据 目 目 录 第六章二维Mn2C的理论研究 ．85 6．1研究背景 ．85 6．2计算方法和细节 ． ． ．．87 6．3计算结果与讨论 ．． ．．88 6．4小结 ．． 93 参考文献 ． ．93 第七章石墨烯／--碲化钨异质结的理论研究 95 7．1研究背景 ．95 7．2计算方法和细节 ． 96 7．3计算结果与讨论 ．96 7．4小结 ． ．． ． ．99 参考文献 ．．99 致谢 ．．101 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 ．103 V 万方数据 摘要摘要 摘要 摘要 材料在我们日常生产生活中扮演着非常重要的作用，并且其还推动着人类 文明科学的进展。人类的文明经历了从石器时代