![一种新型二维铜(Ⅱ)-自由基配合物[Cu(NTTmPy)_2(N_3)_2]_n的电子结构和磁性从头算研究](https://www.54lw.cn/thumb/5d6f4dc1b1a20da7f7bca3f6.webp)
一、ab initio Study of Electronic Structure and Magnetic Properties of a Novel Two-Dimensional Copper(Ⅱ)-Radical Complex [Cu(NTTmPy)_2(N_3)_2]_n（论文文献综述）
常诚,陈伟,陈也,陈永华,陈雨,丁峰,樊春海,范红金,范战西,龚成,宫勇吉,何其远,洪勋,胡晟,胡伟达,黄维,黄元,季威,李德慧,李连忠,李强,林立,凌崇益,刘鸣华,刘楠,刘庄,Kian Ping Loh,马建民,缪峰,彭海琳,邵明飞,宋礼,苏邵,孙硕,谭超良,唐智勇,王定胜,王欢,王金兰,王欣,王欣然,Andrew T. S. Wee,魏钟鸣,吴宇恩,吴忠帅,熊杰,熊启华,徐伟高,尹鹏,曾海波,曾志远,翟天佑,张晗,张辉,张其春,张铁锐,张翔,赵立东,赵美廷,赵伟杰,赵运宣,周凯歌,周兴,周喻,朱宏伟,张华,刘忠范[1]（2021）在《二维材料最新研究进展（英文）》文中提出Research on two-dimensional（2D） materials has been explosively increasing in last seventeen years in varying subjects including condensed matter physics, electronic engineering, materials science, and chemistry since the mechanical exfoliation of graphene in 2004. Starting from graphene, 2D materials now have become a big family with numerous members and diverse categories. The unique structural features and physicochemical properties of 2D materials make them one class of the most appealing candidates for a wide range of potential applications. In particular, we have seen some major breakthroughs made in the field of 2D materials in last five years not only in developing novel synthetic methods and exploring new structures/properties but also in identifying innovative applications and pushing forward commercialisation. In this review, we provide a critical summary on the recent progress made in the field of 2D materials with a particular focus on last five years. After a brief backgroundintroduction, we first discuss the major synthetic methods for 2D materials, including the mechanical exfoliation, liquid exfoliation, vapor phase deposition, and wet-chemical synthesis as well as phase engineering of 2D materials belonging to the field of phase engineering of nanomaterials（PEN）. We then introduce the superconducting/optical/magnetic properties and chirality of 2D materials along with newly emerging magic angle 2D superlattices. Following that, the promising applications of 2D materials in electronics, optoelectronics, catalysis, energy storage, solar cells, biomedicine, sensors, environments, etc. are described sequentially. Thereafter, we present the theoretic calculations and simulations of 2D materials. Finally, after concluding the current progress, we provide some personal discussions on the existing challenges and future outlooks in this rapidly developing field.
Nisar Muhammad[2]（2021）在《黑磷/蓝磷异质结构和超宽带隙NaYO2的结构、电学、光学和电化学性能的第一性原理研究》文中进行了进一步梳理电化学储能是实现绿色能源强大需求的有效方法。可充电锂电池是众所周知的电化学方法之一,目前已被广泛应用于各个领域。目前,可充电锂电池研究面临的挑战是提高能源密度以满足新兴市场的需求,尤其是电动汽车和便携式电子设备。无论是在探索新的碳形态,还是寻找具有锂离子高存储能力的新型纳米材料,现有的商用阳极材料都不能满足长距离驱动的需求。因此,学者们对此付出了极大的努力。黑磷烯和蓝磷烯及其复合和异质结构引起了人们广泛的关注。这个研究主要聚焦于两个方面:（1）开发一种黑磷烯/蓝磷烯自由表面异质结构来用作锂电池的阳极,以作为锂离子的潜在应用;（2）NaY02的结构,电学和光学研究用于探测器以及在恶劣环境下使用。基于第一性原理计算方法,我们提出黑磷烯/蓝磷烯异质结构可以作为功率驱动锂电池的阳极材料,与黑磷烯和蓝磷烯单分子膜相比,这类材料具有更大的理论容量和更强的结合强度,理论比容量高达552.8 mAhg-1。这是由于黑磷烯/蓝磷烯的异质结构中的锂原子具有更高的存储容量。此外,电子结构计算表明,大量的电荷转移有利于烯的导体向金属过渡,从而保证良好的导电性。我们还系统的研究了 NaY02在两种不同阶段的光学和电学性质。在DFT和GGA理论下计算的带隙会被低估,不能准确预测材料性质。在本文中,除了 DFT之外,我们采用了更先进和更精确的杂化泛函DFT方法来评估NaY02的电子和光学性质。我们用HSE06函数计算了 5.4eV的带隙,与实验值相吻合,说明以前的理论值被低估了。此外,我们用正确的HSE06计算出了功能性的光学响应。
张艳妮[3]（2021）在《石墨炔基范德华异质结构及其光电特性研究》文中提出随着科技的发展,人们对高性能、小尺寸、低功耗器件的需求日益增加。但随着特征尺寸缩小,传统的三维晶体管面临短沟道效应、量子隧穿效应、复杂的工艺等问题,器件性能急剧下降,但制造成本却大幅提升。以石墨烯为代表的二维（2D）材料家族由于面外无悬键、丰富的物化性质等,引起了微电子界的广泛关注。近些年基于不同2D材料的2D范德华异质结构（2D van der Waals heterostructures,2D vd WHs）,能够充分发挥各自2D材料的优异性质,同时又因界面耦合效应展现出其它新奇的物理特性,大大扩展了2D材料的研究范畴,为设计功能性材料与器件提供了新的机遇。石墨炔（graphyne,Gyne）这一新型二维碳材料由于具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽的面间距,并展现出优异的半导体性能、高的载流子迁移率和可观的宽波段光吸收,在光电领域中具有潜在的应用前景。然而,Gyne的实验制备还处于初级阶段,关于Gyne光电探测的相关研究还比较少,探索和研究具有高性能Gyne 2D材料光电探测器是学术研究和推进实验进度的重要方向之一。此外,实验中引入Gyne增强g-C3N4光催化性能的界面物理机制还不明晰:是形成2D/2D异质结构的内建电场作用?还是形成新的C-N键作为载流子传输通道?本文采用第一性原理计算系统的研究了上述Gyne相关问题。具体研究内容和研究结果如下:一、首先研究了Gyne单层和Gyne双层的电子结构和光学性质。研究结果表明Gyne单层和Gyne双层均为窄直接带隙半导体,导带底（conduction band minimum,CBM）和价带顶（vanlence band maximum,VBM）都位于布里渊区的M点。Gyne单层的带隙为0.450 e V,而Gyne双层由于堆垛不同引起的晶格对称性的差异使得带隙在0.094 e V～0.418 e V之间。Gyne单层和Gyne双层在红外-可见-紫外光波段均有明显的光吸收,且Gyne双层的光吸收比Gyne单层更强。进而研究发现Gyne双层在外加应变下的带隙调制趋势与Gyne单层带隙调制趋势一致,均表现为在外加双轴拉伸应变下带隙增大,在外加双轴压缩应变和单轴压缩/拉伸应变下带隙减小。二、构建了不同堆垛Gyne/BNyne vd WHs,并研究其在外加应变和外加电场下的电子结构调制。研究发现Gyne/BNyne展现出典型的I型带阶排列特征,且该异质结构的I型带阶排列特征在外加应变、外加负栅压和外加小的正栅压下均得以保持,仅在大的正栅电场下发生了I/II型带阶排列的转换。此外,大的正栅电场下Gyne/BNyne vd WHs还展现出直接带隙特征,在红外-可见-紫外光波段均显示出显着的光吸收特性,对高量子效率的宽带光电探测器的实验制备具有积极作用。三、发现了氢原子和卤素原子功能化（H-和M-）对Gyne电子结构的调控,以此形成的H-Gyne/BNyne和M-Gyne/BNyne vd WHs能够实现I型、II型带阶的调控,为人工操控2D vd WHs的电学性能提供了新的思路。研究发现高覆盖度H-Gyne、F-Gyne和C-chain1+ring1构型Cl-Gyne均会使得Gyne/BNyne vd WHs变为II型带阶排列特征。不同地是,H-Gyne/BNyne和Cl-Gyne/BNyne vd WHs中BNyne层充当电子受主,而F-Gyne/BNyne vd WHs中BNyne充当电子施主。光吸收系数表明所有II型带阶排列的原子功能化Gyne/BNyne均在紫外光波段展现出强的吸收特性,而且Cl-Gyne/BNyne还展现出一定的可见光波段光吸收。研究不仅对紫外光电探测领域的应用具有一定的指导意义,而且发展了一种实现vd WHs带阶排列调控的新途径。四、设计了一种新型高量子效率、高鲁棒性的Gyne/BP vd WHs基近红外自驱动光电探测器。研究发现Gyne/BP vd WHs具有典型的II型带阶排列、高载流子迁移率、大的导带和价带带阶差以及近红外波段强的光吸收,展现出高达120 m A/W的自驱动光响应。外加应变和改变Gyne层厚,II型带阶排列、大的导带和价带带阶差以及近红外波段的光吸收特征均得以保留,证实了Gyne/BP vd WHs近红外自驱动光电探测性能的鲁棒性。相较于以往报道的2D vd WHs近红外自驱动光电探测器,Gyne/BP vd WHs不仅具有高鲁棒性的II型带阶排列使得空间电荷分离,而且具备高的载流子迁移率产生优异的电流输运,为高性能低功耗近红外光电探测器提供了新途径。五、研究并揭示了g-C3N4中引入Gyne或GDyne提高光催化性能的内在物理机制,并发展出一种采用BN对掺杂调制2D碳材料的电子结构,从而调控vd WHs光催化性能的新途径。研究发现Gyne/g-C3N4的光催化性能的提升主要原因是:Gyne和g-C3N4构成了2D/2D异质结界面,展现出典型的I型带阶排列特征,能够更好的利用Gyne高的载流子迁移率以及可见光波段强的光吸收。进一步创新性地通过引入2BN对掺杂实现II型带阶排列特征,实现Gyne/g-C3N4光催化性能的进一步增强,其光电流是Gyne/g-C3N4的1.5倍。相比于传统应变或电场调控方法,BN对掺杂在材料制备过程中就可以实现,无需在实际使用中增加额外的能量损耗,为光催化实现更高性能提供了新途径。
梁岩[4]（2021）在《二维材料电子相关性质及层间弱相互作用的理论研究》文中研究说明以氮化硼、石墨烯、过渡金属硫族化合物、MXene、黑磷、CrI3和MoSi2N4等为代表的二维材料具有许多独特的电子、光学和力学等性质,一直吸引各学科领域科研人员的研究兴趣。它们同时在纳米工业的应用上展示了巨大的前景。目前,这些已被发现的二维体系几乎覆盖了所有的研究领域,如过渡金属硫族化合物和黑磷是光电领域的明星基材;MXene/石墨烯被广泛用于的电极阳极;CrI3/VSe2作为自旋电子学研究的重要基础;SnTe被认为是极好的二维铁电体系。但是,目前很多二维材料因为低迁移率,空气中易氧化等缺点在研究和应用中受到限制。除了本征的二维材料之外,二维范德华多层的不断发展为观测大量新奇的物理效应和开发有用的纳米器件也提供了新机会。二维范德华多层可以被分为范德华异质结和多层。在范德华异质结中,我们可以将性质各异的多种二维单元通过较弱的范德华力进行物理结合,使整个体系成为集多种材料物理特性于一体的多功能特性的载体。对于范德华多层,层间的相对堆叠、扭转等效应可能会使整个多层体系的性质发生很大的变化。例如多层石墨烯,不同的多层堆叠可能产生本征单层并不具有的新物理效应,包括磁性、陈绝缘体态、拓扑平带等。但是不同材料的多层中很多隐藏的性质和功能未被清晰认识。所以,设计新型稳定的二维材料及多层,对其电子等相关性质进行发现并给出透彻的理论分析,将对推进二维材料的基础研发及实际应用具有十分重要的指导意义。为了解除实验和理论研究中的各种限制,我们在本论文中设计了多种新型的二维单层和范德华多层,并对它们的电子性质、光激发行为和铁性等进行了系统的研究,同时对其内在的物理机制和功能应用进行了深刻的阐述。该论文共包含六章内容:第一章概述了当前二维单层和多层的相关的研究领域和现状。第二章对本论文应用的理论基础与计算方法进行简介。第三章设计并研究了几种新型二维单层的电子及相关性质,并讨论了它们在光电和陈绝缘体研究中的巨大潜力。第四章详细介绍了对二维范德华异质结在光电转化方面的相关特性及讨论。第五章提出了几种二维范德华多层作为多层铁电体系的设计方案,详细研究和讨论了电子性质及铁电与其他相关性质之间的耦合。第六章对本论文的整体研究进行总结,并展望了二维材料及范德华多层的未来发展。本论文包含的主要研究内容及结果如下:（1）受到最近实验的启发,我们设计并研究了二维家族另外两个Ⅴ-Ⅵ族化合物新成员:Sb2Te2X（X=S、Se）单层。我们发现Sb2Te2X单层具有优秀的热动力学稳定性。二维Sb2Te2S和Sb2Te2Se分别具有0.87和0.76eV的能隙。更有趣的是,它们拥有两个优异的特性,即,各向同性的高电子迁移率和可见光区域高的光学吸收。这些结果证明了 Sb2Te2S和Sb2Te2Se作为纳米电子学和光学器件的巨大潜力,同时也为Ⅴ-Ⅵ族二维单层研究开辟了新的方向。（2）研究了氮和氧不对称官能化的二维Bi（111）的稳定性、磁性及拓扑性。结果表明,该二维薄膜是二维高温量子反常霍尔系统。铁磁居里温度高达420K,非平庸的体带隙隙高达454 meV,这使得量子反常霍尔效应可以在室温甚至高温下观察到成为可能。对无间隙手性边缘态、陈数（C=1）、量子化的量子反常霍尔电导的进一步分析为Bi2ON作为量子反常霍尔材料提供了确凿证据。该研究为实现在高温下量子反常霍尔效应的观测,和制造在室温下工作的低能耗自旋电子器件提供了新方向。（3）基于第一性原理模拟,我们探究发现g-C3N4/InSe和双层g-C3N4/InSe异质结能够有效提升g-C3N4的光催化活性。结果显示,异质结具有直接带隙、可调节的电子性质、type-Ⅱ型能带对齐以及高效的光吸收。此外,通过密度泛函理论框架下的非平衡格林函数方法计算了异质材料的光激发电流。研究发现,在提出的异质结中,可见光照射下的光电流被预测高达2.9μA/mm2,远优于其他基于g-C3N4复合材料。该研究说明,InSe单层是一种非常有希望的g-C3N4光催化分解水助催化剂,为实验上设计高效的可见光驱动水分解光催化剂提供了有价值的参考。（4）研究了一系列可在实验上合成的四方结构的钛氮卤素化合物。由于其本身适中的直接带隙、超强的光吸收和超高的光响应、小的有效质量和激子结合能等性质,使其成为作为太阳能电池优秀的施主和受主材料。更重要的是,我们发现它们两两组合形成的异质结可以构成Type-Ⅱ的能带对齐,从而利于形成激子太阳能电池。模拟得到的TiNF/TiNBr、TiNCl/TiNBr及TiNF/TiNCl双层太阳能电池的最大能量转换效率分别可达18%、19%和22%,本研究表明这些双层体系在实现高效的二维太阳能电池方面具有很大的潜力。（5）基于含时密度泛函理论并结合非绝热分子动力学,我们详细讨论了 Janus-MoSSe/WSe2范德华异质结中详细的电荷转移。由于供体和受体电子态之间的较大交叠,可以观察到层中超快速的电荷分离。但是电子-空穴复合的初始状和最终电子态被严格限制在不同的材料中,导致电子-空穴复合比电荷分离慢2个数量级。此外,结合密度泛函理论与非平衡格林函数,我们进一步计算了范德华异质结中的光响应特性。结果显示,所研究的范德华异质结中在较大的可见光谱范围内都显示了较高的光响应特性。该原子尺度的模拟研究对下一代光检测和捕获设备的设计有很大的指导作用。（6）我们首次提出了面外铁电可存在于双层磷烯、砷烯和锑烯单元素晶格中。我们的结果表明,它们相当大的面外极化是由独特的堆叠引起的电荷重新分布造成的。在空穴的掺杂下,双层磷烯和砷烯可以变成多铁,表现出铁电和铁磁之间的强耦合。此外,这三种体系均可实现由铁电诱导的可逆自旋纹理。这些发现不仅拓展了二维面外铁电的范畴,而且能够指导未来多功能纳米器件的实际设计。（7）我们提出了一种利用范德华相互作用实现二维关联铁电体的新方案,并将该方案应用于大量二维范德华材料中。我们证明了二维范德华多层（BN、MoS2、InSe、CdS、PtSe2、TI2O、SnS2、Ti2CO2等）可以通过堆叠调控表现出面内和面外铁电耦合,从而产生二维互相关联的铁电性。我们进一步提出,这种关联铁电可以表现出许多不同的特性,例如,对自旋纹理的完全电控以及对于四层VS2中的谷对比物理进行电学永久控制。该项研究加深了人们对二维关联铁电的理解,同时也为基于二维互相关联铁电的其他研究开辟了新的方向。（8）探索并提出通过滑动多层拓扑材料设计二维铁电拓扑绝缘体的通用方式。研究表明在基于范德华多层的二维拓扑绝缘体,以三层结构的Bi2Te3为模型体系,可以通过特定的层间滑动诱导平面内和平面外的铁电,实现铁电和拓扑序的共存。铁电和拓扑序参量的强耦合使得拓扑态对极化反转敏感,实现了对拓扑性质的非易失性铁电控制。所揭示的设计准则和铁电-拓扑耦合不仅对二维晶格中铁电耦合和拓扑物理的基础研究很有帮助,而且会启发纳米器件中新的应用。
宋晓涵[5]（2021）在《新型低维催化与气体存储材料的理论研究》文中研究表明随着社会工业化进程的发展,能源紧缺与温室效应等环境问题日益严峻,开发替代传统化石燃料的新型清洁能源以及与能量转化相关的存储材料对于能源的供应和提高能量利用效率具有重要意义。光（电）催化作为新型的能量转化方式,可以通过高性能催化剂的使用加速反应的进程,提高能源利用率和能量转化效率。上述能量转化过程离不开反应物与产物气体分子的存储,因此寻找能够高效存储气体分子的材料至关重要。低维材料因其大的比表面积,丰富的电子、光学和力学性能,是光（电）催化剂与气体存储的理想候选材料。本论文基于第一性原理计算,研究了二维Fe3GeX2（X=S,Se,Te）、二维金属-有机框架（MOF）、一维氮化碳纳米线/碳纳米管核壳结构、二维黑磷（BP）和黑磷碳化物（α-PC）等低维材料在电催化、光催化以及气体存储等领域的应用。从电子结构出发,揭示了低维材料硫还原反应、析氢反应、析氧反应等催化反应活性的起源,提出了增强材料的光吸收能力与催化活性的方法,并将催化与气体存储相结合,为相关的实验研究提供了理论依据。主要的研究内容和创新性结果如下:1.锂硫电池具有能量密度高、环境友好和硫资源丰富等优势,是一种极具发展前景的储能介质。当前面临的主要问题是导电率低、多硫化锂的穿梭效应和反应动力学缓慢等。解决这些问题的途径主要有两种,一种是通过增强多硫化锂与锚定材料的相互作用强度来抑制其穿梭效应,另一种是利用催化剂加速反应动力学。本论文从第一性原理计算出发,系统研究了二维电催化剂Fe3GeX2（X=S,Se,Te）在锂硫电池中的锚定效应和催化机理。研究表明,Fe3GeX2的金属性电子结构保证了整个催化反应过程中的快速电子转移,而Fe3GeX2对可溶性多硫化锂的吸附作用抑制了其穿梭效应。更为重要的是,Fe3GeS2还是一种高效的硫还原反应（SRR）和Li2S分解的双功能电催化剂,可以有效地加速上述反应,提高锂硫电池的硫利用率和循环寿命。这为高性能锂硫电池的设计提供了新思路。2.析氢反应（HER）和析氧反应（OER）是以氢能为代表的清洁能源在能量转化和存储中的重要反应,其中HER/OER双功能催化剂不仅可以提高电催化性能,还可以有效地简化制备过程,降低成本。针对该问题本论文提出一种能够同时对析氢和析氧反应具有催化性能的二维MOF材料:单层NiIT。研究表明,NiIT单层的活性位点主要在非金属原子上,即N原子（HER）和与S原子相连的C原子（OER）,而不是金属原子上。活性位点的空间分离有利于双功能催化的同时进行。HER和OER的过电势仅为-0.15 V和0.50 V,与目前广泛使用的含贵金属的电催化剂相当,表明该二维MOF具有较高的电催化性能。前线轨道分析表明NiIT单层的催化活性与费米能级附近的电荷态有很大的关联,HER与OER的活性位点处具有不同的电负性。这为非贵金属催化剂的设计提供了一种新策略。3.氢气作为一种有潜力的清洁能源,制备和储存极为关键。碳纳米管具有独特的中空结构和高机械强度的特点。如何利用碳纳米管的管内空间实现氢气的高密度存储一直是研究的热点。为此,本论文提出了一种可以同时在碳纳米管内实现氢气的制备和存储的方案。系统的第一性原理计算表明,预先封装在碳纳米管内的准一维氮化碳纳米线可以吸收可见光和紫外光,产生光生空穴和电子,分别分布在碳纳米管和氮化碳纳米线上。在内建静电场的驱动下,碳纳米管表面水分解产生的质子穿透碳纳米管,与氮化碳纳米线上的光生电子反应,在碳纳米管中产生氢气分子。该氮化碳纳米线具有很高的HER活性,过电势仅为-0.17 V,在光照射下可以自发进行。产生的氢气分子稳定地储存在碳纳米管中。利用碳纳米管高机械强度的特点,可以在管内实现氢气的高密度存储。这为碳纳米管中氢气的制备和存储开辟一条新途径。4.在气体存储中,气体分子的吸附和解吸附过程通常是通过改变气体的温度或压强来实现,需要额外消耗能量。本论文采用第一性原理计算和分子动力学模拟相结合的方法,系统地研究了二氧化碳吸附在单层BP和α-PC上时,应变对吸附强度和存储容量的影响。研究表明,BP具有较高的机械强度,在沿扶手椅方向可以承受高达30%的拉伸应变。α-PC具有与BP类似的褶皱蜂窝结构,可以抵抗高达24%的应变。二氧化碳分子在BP或α-PC单层上的吸附均为物理吸附,有利于吸附和解吸附过程。沿扶手椅方向上的拉伸应变可以有效地调控材料对二氧化碳的物理吸附强度。二氧化碳在BP上的吸附能随单轴应变的增大而减小。而α-PC上二氧化碳在H1位点的吸附能随应变的增大而增强,在11%的应变下达到最大值。施加应变还能有效地改变二氧化碳的存储容量。通过改变应变的大小,BP和α-PC的二氧化碳存储容量分别增加了16.2%和7.5%。这为调控二维材料对二氧化碳的吸附/解吸附过程以及存储容量提供了新途径。
张宏淑[6]（2021）在《包合水合物冰晶材料磁性及调控理论研究》文中指出包合水合物,因其在能源储存和器件应用等方面的巨大潜力,有望改善人类社会的能源危机,因此已成为能源和环境领域的一类重要材料。近年来,人们对于包合水合物堆积的笼状结构所发生的包合现象的本质已经进行了大量的研究。此外,一些包合水合物表现出独特的磁性、强的离子导电性、高于室温的熔点、不同寻常的结构转换等显着的物理化学性质也将导致包合水合物转化为极具应用前景的水分子基的新型功能材料。尽管包合水合物展现了广阔的应用前景,但其固有的本质至今仍然缺乏微观和宏观两个方面的充分理解。因此,需要进一步的研究来了解此类冰晶材料中独特的包合现象和未被揭示的主客体相互作用等特性。本文通过量子化学计算及从头算分子动力学模拟,探究了活性及磁性客体分子包合在包合水合物框架结构中的独特包合和磁耦合现象。此外,还详细讨论了氢氧根离子在包合水合物中的迁移机理。主要的创新点和研究成果如下:（1）氮杂苯包合物独特的溶剂化效应众所周知,水作为溶剂可以稳定一些自身不稳定的物质,但包合水合物的溶剂效应及其对溶质分子性质的影响却知之甚少。基于实验中观测到的sⅡ型包合水合物包合负电子亲和势的氮杂苯（哒嗪、嘧啶、吡嗪、吡啶）和苯客体结构,利用DFT计算从理论上探讨了此类复合包合物的结构和性质,关注于它们的稳定性、电子亲和力、振动位移、质子转移、特别是包合物笼独特的溶剂化效应。结果表明包合物笼显着改变了氮杂苯/苯的结构和性质,使其稳定性提高、C-H伸缩蓝移、电子亲和势从负值转变到相当大的正值而成为更好的电子载体。此外,电子俘获不仅增强了主客体间的静电和氢键相互作用,也改变了氢键结构,甚至诱导了水笼上质子自发或以低势垒向客体转移,进而导致了两种结构模式（阴离子包合物和发生质子转移包合物）,这都取决于水笼中客体分子的质子亲和力、极性和位置取向。这项工作表征了用于稳定氮杂苯及其阴离子的独特溶剂化模型,并提出对主-客体相互作用（包括静电、氢键和限制作用）以及阴离子包合物结构和性质变化的新颖见解。显然,这些信息对包合水合物通过包合特殊分子种类（如不稳定阴离子、自由基、电子等）发现其新特性来设计新型冰晶材料具有指导意义。（2）磁性双氧包合物:极具前景的冰晶材料构建单元包合水合物因其氢键笼结构可以选择性地捕获具有特殊电子特性的客体分子而有望成为新的功能材料,因此在基础科学和实际应用中引起了广泛的研究兴趣。然而,关于磁性包合水合物的电子性质和自旋耦合机制的信息却相当缺乏。在这项工作中,我们首次利用密度泛函理论结合从头算分子动力学探究了 sI型双氧包合物的磁性和自旋耦合机理。结果表明这些双氧包合物展示出丰富的自旋耦合特性,取决于水笼中客体O2的占据模式和两个O2分子的相对取向,它们主导着自旋中心之间的轨道重叠。当两个客体O2以相对平行取向占据在两个对称的51262笼或同一个51262笼时,氧气包合物呈现反铁磁基态,而对于其他所有的氧气分布模式,则表现出顺磁基态。此外,我们还探究了弹性应变（-7%到20%）对氧气包合物磁性质的调控,发现弹性应变诱导其自旋排列和磁性质在反铁磁[↑↑…↓↑…↑↑…↓↓…]n和铁磁[↑…↑…↑…↑…]n之间可逆转换,并且呈非线性响应。随着压缩应变增强,客体O2向宿主笼体的自旋极化增强,诱导了主体水笼介导的O2…O（主体笼）…O2超交换耦合,对提高氧气包合物的自旋耦合起到辅助作用。这些有意义的发现有望为开发基于水合包合物的新型冰晶磁性纳米材料提供有用的信息。（3）离子掺杂包合水合物笼结构辅助顺磁客体的超交换自旋耦合包合水合物的客体敏感磁性使其可以作为一种新型的冰晶磁性材料已经得到研究的证实,但由于其磁性较弱难以应用于实际中。通过采用第一性原理计算,我们提出将OH-离子嵌入包合水合物主体氢键网格中来增强磁性的方法。结果表明,相比于中性包合物,顺磁性O2在离子包合物中更加稳定,这是由于阳离子客体和阴离子主体晶格之间的离子相互作用。进一步系统的探究发现阴离子主体氢键网格不仅改变了客体O2之间的磁耦合模式,而且极大地增强了它们的磁耦合强度。离子包合物O2·EMN+@CHs表现反铁磁基态,计算得到其磁交换能Eex=-23 meV,具有比纯氧气包合物O2@CHs（顺磁态,Eex=0 meV）和非离子氧气包合物O2·MTHF@CHs（铁磁态,Eex=2 meV）明显更强的磁耦合作用。O2·EMN+@CHs的反铁磁基态来源于客体O2通过水笼上的OH-离子实现主-客体Op轨道混合而产生的超交换耦合作用。此外,我们也探究了施加应变对O2·X@CHs（X=EMN+OH-,MTHF）的影响,发现随着压缩应变的增大客体O2的反铁磁耦合显着增强,而随着张力的增大铁磁性更加明显。这些结果揭示了OH-离子嵌入包合物主体笼以及施加压缩应变可以显着提高包合物的磁性能。本研究工作很好地解释了包合顺磁性客体的离子包合物中发生的独特磁耦合现象,也为探索基于包合水合物的自旋电子器件开辟了新的途径。（4）离子型包合水合物氢氧根阴离子迁移动力学多孔晶体包合水合物即使在低温下也表现出相当高的电导率,因此已被视为潜在的固体离子导体。包合水合物出色的离子导电性能源于它特殊的主体氢键网络。迄今为止,主体氢键网络对OH-离子迁移的影响仍然是人们对离子包合物导电性认识的空白。具体而言,OH-在离子包合物主体水笼中通过质子转移发生迁移和扩散有关的分子机制仍然是一个悬而未决的问题。本文利用从头算分子动力学方法探究了 Me4N+OH-离子包合物中OH-的局部水合及电子结构,并探讨了 OH-离子和氢键网络之间的质子转移机理。模拟及计算表明Me4N+OH-离子包合物中OH-与其相连的水分子间可形成低垒氢键,具有相对较小质子转移能垒（约1.99 kcal/mol）,表明正常情况下表现为一个非常快速的转移过程。特别有意义的是,OH-动力学模拟分析证实由于其动态特性OH-可与其相邻的H2O形成亚稳态的暂态共价氢键单元（OH-…H+…OH-）,而整个质子转移过程可表现为低垒三阱质子转移位能面。由此大大加快了质子转移,无疑有效促进了 Me4N+OH-包合物中OH-离子的快速迁移。此外,根据深入的电子分析进一步建立了 OH-离子迁移与微电子性质之间的直接联系:OH-离子的迁移活性与费米能级附近的“电子口袋”的容量大小以及OH-离子及其氢键供体之间的相互作用程度密切相关。因此,我们的研究提出了对离子包合物中OH-离子迁移的微观理解,并为设计高性能离子固体导体材料提供了理论基础。综上所述,本文主要采用量子化学计算及从头算分子动力学模拟等方法对包合水合物的结构、状态、磁性和氢氧根迁移动力学等方面进行了系统的研究,并详细讨论了包合水合物独特的溶剂化效应、氧气包合物特殊的超交换耦合机理、应变效应引起的氧气包合物的磁耦合特性的变化及离子型包合物氢氧根的迁移机理。近几年来,功能性材料越来越受到科研工作者的关注,深入探究包合水合物冰晶材料的各种潜在性能,必定将为探索新型冰晶材料的应用提供重要的理论依据和借鉴。
张力舒[7]（2021）在《基于第Ⅳ主族元素的低维纳米结构设计及其电子输运性质》文中指出现代集成电路技术的不断发展使电子元器件越做越小,但当器件尺寸小于临界尺寸时,由于量子效应,很难再维持摩尔定律。而大数据和物联网的发展对更低功耗的数据存储和处理的需求剧增,因此,急切需要能替代并超越传统硅基电子器件的新材料和先进器件制备技术。与硅元素同主族的元素具有和传统硅基技术兼容性好的天然优势,有望成为构建新一代电子器件的候选者。已有的研究结果表明第Ⅳ主族元素材料具有独特的电子输运性质且易受结构变化的影响,可以通过设计新型结构从而调控其电学性质,进而构造新器件。随着对纳米电子器件的需求愈发迫切,探索新材料、设计新结构,进而制备新一代电子器件已成为该领域面临的瓶颈问题。本文的研究对从原子和纳米尺度设计新结构,从而构建新型器件具有重要的理论意义和潜在的应用价值。本文利用密度泛函理论结合非平衡格林函数的第一性原理计算方法,设计了“Y”形、葫芦形等结构,系统地研究了碳环材料、双节点中空富勒烯材料、SiC纳米带、Pb纳米线和二维层状Fe3GeTe2等含有第Ⅳ主族元素的低维纳米材料的电子输运性质。揭示了含有第Ⅳ主族元素的低维纳米材料的几何结构（原子结构）、电子结构及其电子输运性质之间的联系。所设计的结构中发现了负微分电阻效应、整流效应和隧穿磁电阻效应等优良现象。主要内容如下:（1）基于实验上成功合成的纳米结构为单元,构建了环形、葫芦形、锥形、纺锤形和沙漏形等碳基分子器件,研究了它们的电子输运性质。多炔和累积多烯结构的C18具有相似的传输性能,但是连接不同维度的电极（一维碳链、二维石墨烯和三维块体银）则表现出不同的输运特性,包括欧姆、准肖特基和限流特征。葫芦形双节点中空富勒烯结构所构成的器件对温室气体CF4分子具有高度敏感和选择性,可以用作传感器,并且这种CF4传感器的性能不受器件放置方向变化的干扰。对锥形、纺锤形和沙漏形碳纳米器件的电子输运性质的理论预测表明,纺锤形器件表现出负微分电阻效应,而锥形和沙漏形器件遵循欧姆定律,且这三种器件的自旋向上和自旋向下状态在电子传输上有显着差异。更重要的是,锥形器件在正偏压下显示出几乎完美的自旋极化率（～1 00%）。此外,锥形器件还表现出高整流比（～7.5×105）和自旋二极管特征。（2）设计了基于SiC纳米带的“Y”形tri-SiC-PbS/PbSe纳米结构,研究了这些结构所构建的器件的电子输运性质。tri-SiC-PbS器件的Ⅰ-Ⅴ曲线遵循欧姆定律,加栅极电压后欧姆特性不变但斜率明显增大,且不随栅极电压再次改变而改变,可以用作不受栅极电压影响的稳定电子器件。在低偏压下tri-SiC-PbSe器件的Ⅰ-Ⅴ曲线出现零值台阶,呈“关”态,并随偏压增大变为“开”态,这种显着的开关特征以及明显的正向和反向整流行为可应用于电路开关。仅由SiC纳米带构成的tri-SiC器件,其电流对栅极电压的变化不敏感,且不同栅压下的Ⅰ-Ⅴ曲线都在零点处对称、呈现“W”形的电导特性。组成“Y”形结构的纳米带的长度、宽度以及组合角度对电子输运性质均有影响,其中宽度的变小使传输方向上的传输面积显着变窄,对Ⅰ-Ⅴ曲线的影响最显着。（3）研究了 Pb纳米线及掺杂Si元素的PbSi纳米线的电子输运性质。不同直径的Pb纳米线是具有不同螺旋度的螺旋结构,其Ⅰ-Ⅴ曲线是非线性的,打破了欧姆定律。随着纳米线直径增大其电子结构的离域性越来越强,直径较大的Pb纳米线表现较强的输运性质。在Pb纳米线中掺杂了不同浓度的Si元素而形成的PbSi纳米线在结构上出现偏析现象。掺杂元素的比例增加使得PbSi纳米线的非线性电导的振幅增大,另外纳米线的直径增加也能增大PbSi纳米线电导的振幅。这些PbSi纳米线的Ⅰ-Ⅴ曲线也是非线性的且比Pb纳米线的起伏更大,出现了明显的负微分电阻效应。包裹门电极的PbSi纳米线的电导出现对称性,Ⅰ-Ⅴ曲线保持了负微分电阻效应的特性,这有可能与肖特基接触有关。（4）设计了一种基于锗基磁性材料的异质结构,搭建了二维纳米范德瓦尔斯异质结,研究了其电子输运性质。所设计的磁性异质结有着高达700%的隧穿磁电阻效应,比目前报道的传统磁性异质结器件高几个数量级,这种显着的效应使之具备较强的磁数据读取能力。出现该效应的原因是由于所设计结构的平行磁态时的自旋向上电子通道有极强的传输系数而反平行磁态几乎没有。通过复能带的计算,发现电极材料和势垒的能带为相匹配的Δ1对称态,并且这些A1态具有最低的势垒高度,说明电子隧穿在该磁性异质结起着主导作用。本文的研究内容对于深入理解基于第Ⅳ主族的低维纳米结构的电子输运性质具有重要意义,为开发用作新一代计算机的电子器件、逻辑器件和信息存储器件提供了理论指导。
代新月[8]（2021）在《基于硼/磷元素的纳米器件设计及其电子输运性质》文中指出随着电子产品日益向轻薄和智能化的方向发展,对集成度的要求以及对各种电子元器件的微型化要求也相应地提高,纳米材料具有优异的光、电、磁、力学等性质,成为构建功能器件的理想基元。其中,低维碳纳米结构如石墨烯、碳纳米管等在集成电路方面具有良好的应用前景,成为未来计算处理器件的理想候选材料。但是,低维碳材料作为电子器件材料存在诸多缺点,例如,石墨烯具有零带隙性质、碳纳米管的电子性质随手性变化等,制约了该材料的实际应用。硼元素和磷元素在元素周期表中与碳元素相近邻,有望克服碳纳米材料的不足并取代碳纳米材料而在未来电子器件的设计和应用中发挥重要作用。实验和理论均已证明二维硼烯、磷烯以及一维硼纳米管在功能电子器件领域内具有重要的潜在应用价值,但是受实验技术等的限制,对这些硼/磷基纳米材料的结构、电子输运性质的内在联系认识不够,亟需进一步研究调控硼/磷基纳米材料电子性质的方法并满足不同领域的功能电子器件的需求。鉴于此,本文基于第一性原理,将密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）相结合,研究了一系列基于硼/磷元素的低维纳米材料的电子结构,发现了硼/磷基纳米材料的许多特殊性能:如场效应晶体管（FET）特性、负微分电阻（NDR）效应、整流特性等。揭示了原子结构与电子输运性质两者间内在的联系,提出了多种调控纳米材料电子输运性质的结构设计手段,在理论方面为多功能电子器件的设计提供了指导。本文的主要研究内容及结果如下:（1）设计了一系列基于硼元素的纳米结构,包括六边形中心硼原子凹陷的硼纳米管,不同横截面形状、不同手性的砷化硼（BAs）纳米管,并研究了上述几种硼基纳米管器件的电子输运性质。研究发现,对于直径较小的扶手椅型α-硼纳米管,由于硼原子（B 2s22p1）特殊的缺电子性,通过六边形中心处硼原子的凹陷设计能够使电子离域,弥补缺电子性的不足,提高硼纳米管结构的稳定性。此外,硼原子凹陷变形后导致具有扶手椅型手性的α-硼纳米管的电子性质发生了独特的金属-半导体转变,这一发现有望弥补碳纳米管作为电子器件材料所存在的电子结构随手性变化的缺点,使所制备的纳米管器件具有单一类型的电子性质。本研究中提出的截面形状不同的BAs纳米管在理论上是稳定的,且具有与手性无关的半导体电子性质,同样克服了碳纳米管存在的电子结构具有手性依赖性的缺点。这归因于无论何种手性、形状,BAs纳米管最高占据价带（HOVB）轨道的电子都分布在砷原子上,而最低未占据导带（LUCB）轨道的电子位于硼原子上,分别控制着费米能级以下和以上的透射峰,从而导致相似的电子输运性质。另外,圆形BAs纳米管内封装水（H2O）分子后,LUCB穿过费米能级,导致器件的电子输运曲线中显示出独特的NDR现象和金属-半导体转变行为,这一新颖的特性证明圆形BAs纳米管器件可以应用于气体传感器领域。（2）基于磷元素,设计了碳（C）、氧（O）原子掺杂的黑磷纳米管并构建了黑磷烯、蓝磷烯分别与石墨烯、硅烯、锗烯依靠堆垛方式而成的双层范德瓦尔斯异质结,计算了其电子性质。发现经过C、O原子掺杂后的黑磷纳米管,电子被吸引到C、O原子周围,能够有效调控黑磷纳米管的电子性质,使其产生不同的导电特性,并表现出不同程度的NDR特性,在振荡电路领域有重要应用潜能。研究还发现,由于C原子和P原子之间的弱杂化,在黑磷烯/石墨烯、蓝磷烯/石墨烯双层异质结中保留了石墨烯的狄拉克（Dirac）点。而P原子与Si、Ge原子的杂化作用较强,导致黑磷烯/硅（锗）烯、蓝磷烯/硅（锗）烯异质结中硅烯、锗烯的Dirac点消失,取而代之的是在费米能级附近产生了很小的能隙。研究表明,通过与二维材料依靠范德瓦尔斯作用堆垛构建成双层异质结,得到电子结构多样的双层磷基异质结,能够满足不同元器件的需求。（3）考虑到黑磷的生物相容性,设计了磷烯纳米间隙器件,并结合神经递质、氨基酸等生物小分子,以探究该器件在生物小分子探测领域的潜在应用价值。研究发现,磷烯纳米间隙器件捕捉生物小分子后产生不同的电子输运性质,该性质可应用于生物分子探测领域。尤其是乙酰胆碱（ACh）被捕捉后在低偏压（1.1 V）下产生一个大小为600 nA的独特电流峰,而其它神经递质没有这一信号,因此能够用于ACh的电信号探测。研究证明,这一独特的电信号来源于ACh中独特的N+（CH3）3-结构。当ACh分解为含有N+（CH3）3-结构的胆碱时,这一独特的电信号依旧存在,但信号电流峰值从600 nA下降到353 nA。因此,电流信号不仅能快速准确地将乙酰胆碱与其它神经递质区分开来,而且能与胆碱等其它类似物质相区别。当用P原子取代N+（CH3）3-结构的N原子后,电信号出现在负偏压范围下,而正偏压范围内不再出现电信号。研究还发现,通过识别磷烯纳米间隙电极间氨基酸的电子输运特性（如电流-电压曲线的不对称性、电流值等）差异,用以区分20种氨基酸,从理论上预言了对肽进行氨基酸测序的可行性。此外,生物分子器件表现出多种多样的整流特性,使其成为生物分子整流器的候选材料。（4）将硼元素和磷元素结合,设计了氢原子或羟基钝化边缘的磷化硼（BP）纳米带、BAs/BP纳米片三明治异质结、BAs/BP双壁同轴纳米管等。并研究了多种形变方式、层间微失准、纳米管旋转导致的BP基纳米材料的电子结构变化。结果显示,对于边缘被氢原子钝化的锯齿型BP纳米带,电子在HOVB和LUCB处分别被吸引到边缘的P和B上,而对于边缘被羟基钝化的锯齿型BP纳米带,电子在HOVB和LUCB处均被吸引到边缘的O上形成π键,从而使得边缘被氢原子钝化后的锯齿型BP纳米带呈现直接带隙半导体性质,而边缘被羟基钝化后的锯齿型BP纳米带呈现间接带隙半导体性质。因此,通过改变边缘钝化的官能团种类来改变BP纳米带的电子结构的可行性很高。此外,拱形、波浪形、桥形等不同的变形方式赋予了羟基钝化的锯齿型BP纳米带不同程度的NDR特性。对于三明治BAs/BP纳米片异质结,层间微失准造成了半导体-金属转变,双层纳米管异质结的内管旋转同样也会导致相似的半导体-金属转变现象。原因是层间微失准错位以后,电子分布在范德瓦尔斯力的作用下得以重排,各个纳米片层都参与了异质结中电子的输运,导致电流显着增长。总之,以上调控硼/磷纳米材料电子结构的方法,可以扩展到类似的低维材料的电子结构调控领域,为制备功能化纳米电子器件以及调控其电子性质提供了理论依据。对于探究低维材料的制备及应用、设计多功能电子器件、促进低维材料在集成电路的应用具有重要作用。
张凯[9]（2021）在《低维磁性材料的理论设计与模拟》文中研究表明身处当下信息时代的二十一世纪,随着摩尔法则的逐渐失效,开发和设计用于信息读取、存储和传输的新型材料和电子器件显得尤为重要。近年来,自旋电子器件的提出为信息存储技术开辟了一条新的研究途径。相比于一般电子器件利用电子电荷来进行信息处理,自旋电子学材料致力于操控电子的自旋这一自由度。在理想情况下,由于在回路中仅存在自旋极化电流而不存在电荷电流,将不会在自旋器件中产热从而降低能耗。同时与基于电荷的传统半导体电子器件相比,这些新颖的器件还具有非易失性、更高的数据存储速度和集成密度。自旋电子学已在磁场传感、磁阻随机存取存储器、自旋场效应晶体管等获得应用。目前磁性材料是实现自旋器件最为常用的核心组成部分,其中而根据磁性材料电子结构特征的不同,可以将其分类为磁性金属、半金属、磁性半导体以及双极磁性半导体等。这些材料可以实现自旋电流的产生、注入、传输以及存储和外场调控。而为了实现器件的小型化,发展纳米尺度自旋器件是未来的趋势。所以,为满足这一需求,设计可合成的低维磁性材料具有科学和应用意义。随着计算方法和计算资源的快速发展,理论计算模拟在新材料开发中扮演越来越重要的角色。这是因为理论计算不仅能从原子尺度出发研究结构和性能的关系,同时和实验共同形成理论模拟加实验验证的新模式节约成本。所以,本文借助第一性原理密度泛函理论和结构全局搜索方法等设计一系列实验可行的低维磁性结构并系统探究电子结构特征及其性能调控。本文共分为七章。第一章介绍自旋电子器件的发展状况,低维磁性材料的研究状况和当前的挑战与目标。在第二章中我们简要介绍密度泛函理论的核心知识,包括理论基础、基本近似方法、Kohn-Sham方程、交换关联泛函以及基于密度泛函理论的软件包。第三章,我们利用第一性原理计算通过构建异质结和原子掺杂这两种策略分别在非磁材料中引入自旋极化。第一部分我们通过在非磁半导体二硫化钼（MoS2）中引入线型原子掺杂获得一系列具有局域自旋极化的复合结构。其中我们考虑采用硼、碳、氮和氟元素替换一排硫原子以及分别用过渡金属锰、铁、钴、镍取代一排钼原子来引入磁性。结果表明可以在缺陷附近引入自旋极化并且发生量子相变转变为铁磁金属或铁磁半导体,此外通过施加应力的方式还能调控不同电子态之间的转变。第二部分我们选取自然界存在的室温反铁磁半导体三氧化二铬（Cr2O3）作为衬底通过搭建异质结的方式对非磁的单层MoS2进行自旋注入,计算结果表明衬底表面的铬原子会与硫原子发生轨道杂化,电子从衬底转移至MoS2使其产生自旋极化。由于时间反演对称性的破坏以及自旋轨道耦合效应使得单层MoS2能谷在高对称点（±K）处简并性破坏从而引发23.4meV的塞曼分裂,此外分裂数值可以通过外加电场调控。第三部分是对实验合作工作的理论分析。实验上在Cr2O3衬底表面生长了少层石墨烯,仪器表征表明石墨烯是产生空穴掺杂。我们通过搭建简化模型,计算结果显示电子确实是从石墨烯向衬底转移,同时在石墨烯中引入自旋极化,这对于发展石墨烯基自旋器件具有重要意义。第四章,我们借助理论计算探讨分子尺度过渡金属硫属化物一维超细纳米线在自旋电子器件中的应用前景。首先我们构筑五种不同纳米线结构来确定不同元素组合下的基态构像,然后确定磁基态及稳定性。电子结构计算表明这些纳米线具有丰富的本征性质,如非磁、铁磁和反铁磁半导体,它们的磁矩以及磁耦合基态可以通过晶体场理论得以解释。此外电子或空穴注入能实现铁磁半导体向半金属的转变,而纳米线本身的扭曲程度也可以调整自身带隙的大小。这些有趣的电子和磁学性质及其可调控性使过渡金属硫属化物一维超细纳米线成为自旋电子学材料的一个新家族。第五章,由晶体场理论可知,中心金属离子的轨道能级占据取决于两个因素,即中心离子价态以及配体种类。所以我们考虑改变配位环境这一策略能否在非磁材料中引入孤对电子从而诱导本征磁性?基于近期实验合成Janus钼硫硒（MoSSe）这一崭新结构形式,我们在非磁单层钛硫族化物基础上搭建了一系列Janus TiXY（X=S,Se,Te;Y=H,F）结构来验证这一猜想。计算结果表明氢或氟原子替换一侧硫族原子后钛离子价态由正四价转变为正三价,在3d轨道产生一个未配对电子使得材料产生本征磁性。这些Janus单层纳米片都具有铁磁基态以及良好的结构稳定性,能带结构展示TiSH,TiSeH和TiTeF是自旋无带隙半导体,TiSF和TiSeF是铁磁半金属,特别的是TiTeH是双极磁性半导体。蒙特卡罗模拟给出居里转变温度都高于室温。此外在单层TiTeH中由于存在重元素碲具有强自旋轨道耦合作用,根据巨磁能带效应通过自旋取向翻转可以实现半导体到金属性的量子相变以及部分能带交叉和打开能隙的拓扑电子态转变。通过计算模拟我们不仅证实改变配位环境是诱导本征铁磁材料的有效策略,同时我们提出的Janus TiXY纳米片可作为应用于自旋电子器件的理想候选材料。第六章,我们基于铁氮化物设计具有超高自旋传输速率自旋电子学材料。首先我们将拓扑学和磁学结合在平面拓扑五元环铁氮化物（pp-Fe4N2）中获得Nodal-Loop（NL）半金属性并且展现室温铁磁性,全局结构搜索表明在二维受限条件下是所有平面结构中能量最有利的。此外这一结构可以通过沿体相Fe2N[001]方向剥离超薄原子层自发弛豫后获得,这意味着实验上可以通过选择合适的衬底外延生长制备。在全局结构搜索中我们也得到众多非平面铁氮化物,我们选取能量最低的三种结构,模拟结果表明都是具有狄拉克锥的铁磁金属,居里温度可达226～556 K。第七章,我们借助高通量这一新兴手段,以平面拓扑五元环和Lieb晶格为基础,考虑金属与非金属双元素组合,最终从2940种组合中获得58个稳定平面结构,未被报道的结构共有47个,其中平面拓扑五元环结构38个,具有Lieb晶格的平面拓扑四元环20个。这些新结构展示了丰富的本征性质,如磁性、半导体性、狄拉克、外尔以及NL半金属性。部分结构展示了 Lieb-like能带和局域的平带特征,为探究新型物理效应提供潜在的真实材料平台。我们通过高通量计算获得了平面拓扑五环、四环双元素金属化合物的小型数据库,也为进一步探究更为复杂的多元素平面结构提供了借鉴基础。
Mukhtar Lawan Adam[10]（2021）在《Engineering Electronic Properties of Layered Two-dimensional Single-Crystal Materials and Their Synchrotron Radiation-based Studies》文中指出通过调节二维（2D）层状材料的固有电子性质,来发现其新的、奇异的性质,然后在各种现实应用中加以利用,是凝聚态物理研究的活跃领域。本论文采用应变等物理方法和原子插层、掺杂等化学方法,对一些选定层状材料的电子性质进行了调节。密度泛函理论计算用来指导我们选择原子和洞察适合实验方法的材料。我们用这种方法预测了新的奇异的电子性质,然后用实验的方法对一些预测的性质进行了合成和确认。利用低温输运实验和基于同步辐射的表征手段对其电子、化学和结构特性进行了表征。在第一项研究中,我们利用应变调节了层状三元过渡金属硫化物ZrGeTe4的电子和光学性质。二维ZrGeTe4晶体是一种具有各向异性弹性和光学响应的半导体材料。外加压缩或拉伸应变可以调制其带隙及其光吸收边。特别是在压缩应变下,在单层ZrGeTe4中观察到了半导体-金属相变。二维单层ZrGeTe4的柔性和显着的应变可调电子特性使其在纳米尺度的电子和光电方面具有丰富的应用。在第二个研究中,利用第一性原理计算,我们预测了 Sn插层TaSe2中具有反转对称性保护的鼓状表面态,增强的超导转变温度和拓扑节线特征。利用化学气相输运技术,我们合成了 Sn0.5TaSe2单晶。通过对所合成的单晶进行低温实验,我们验证了我们关于TaSe2超导转变温度提高的理论结果,发现低输运实验可以提高20倍（3k）。基于同步辐射的表征,我们发现Sn原子向TaSe2转移电荷。总之,这些性质的共存使得Sn0.5TaSe2成为拓扑超导电性的潜在候选材料。此外,我们还将Cr插入到TaSe2中。我们通过低温输运实验发现Cr可以诱导TaSe2金属相向半导体相转变。Cr自旋极化电子产生了混合态,改变了自旋有序性。通过温度依赖的磁性实验,在顺磁性诱导下观察到Cr0.05TaSe2单晶中居里温度约为50K。在第三个研究中,我们调制和研究了 1T-TiSe2中电荷密度波（CDW）相的性质。我们采用化学气相输运技术合成了 SnxTiSe2单晶。利用同步辐射角分辨光电子能谱（ARPES）对其电子性质进行了研究,以了解在TiSe2中Sn插层引入电荷对CDW机制的演化过程。我们观察到1T-TiSe2中的CDW相随着电荷转移的增加逐渐被抑制。在温度依赖的ARPES结果中观察到一个类似Jahn-Teller（JT）的Se 4p价带的向下移位。我们认为JT机制是驱动机制,也是解释母体和Sn插层1T-TiSe2体系中CDW形成机制的最微妙方法。
二、ab initio Study of Electronic Structure and Magnetic Properties of a Novel Two-Dimensional Copper(Ⅱ)-Radical Complex [Cu(NTTmPy)_2(N_3)_2]_n（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ab initio Study of Electronic Structure and Magnetic Properties of a Novel Two-Dimensional Copper(Ⅱ)-Radical Complex [Cu(NTTmPy)_2(N_3)_2]_n（论文提纲范文）
（1）二维材料最新研究进展（英文）（论文提纲范文）
| 1 Introduction |
| 2 Synthetic methods |
| 2.1 Mechanical exfoliation |
| 2.2 Liquid exfoliation |
| 2.3 Gas vapor growth |
| 2.3.1 Chemical vapor deposition |
| 2.3.2 Thermally assisted conversion in CVD system |
| 2.3.3 Pulsed laser deposition |
| 2.4 Chemical synthesis |
| 2.4.1 2D metal nanomaterials |
| 2.4.2 Layered double hydroxides |
| 2.4.3 2D metal-organic framework |
| 2.4.4 Xenes |
| 2.4.5 2D covalent organic framework |
| 2.4.6 Other emerging 2D materials |
| 2.5 Phase engineering of 2D materials |
| 2.5.1 Overview of phase engineering in 2D materials |
| 2.5.2 Phase engineering of transition metal dichalcogenides |
| 2.5.2.1 Phase transition of TMDs |
| 2.5.2.1.1 Phase transition via direct electron injection |
| 2.5.2.1.2 Phase transition via thermal activation |
| 2.5.2.2 Direct synthesis of metastable-phase TMDs |
| 2.5.3 Phase engineering of other 2D nanosheets |
| 2.5.4 Amorphous 2D materials |
| 2.5.5 X-ray based characterizations on phase engineering in 2D materials |
| 2.5.5.1 XAS study on phase engineering in 2D materials |
| 2.5.5.2 ARPES study on phase engineering in 2Dmaterials |
| 3 Physical properties |
| 3.1 Optical properties |
| 3.1.1 Optical absorption |
| 3.1.2 Raman scattering |
| 3.1.3 Optical emission |
| 3.1.4 Light-matter strong coupling and exciton polaritons |
| 3.1.5 Nonlinear optical properties |
| 3.2 Magnetic properties |
| 3.3 Thermoelectric properties |
| 3.4 Ferroelectric properties |
| 3.5 Superconductivity |
| 3.5.1 BCS 2D superconductors |
| 3.5.2 2D high-temperature superconductors |
| 3.6 Magic-angle 2D superlattices |
| 3.7 Chirality |
| 3.7.1 General concepts of 2D chirality |
| 3.7.2 Some typical application of chiral 2D materials |
| 3.7.2.1 Chiral graphene |
| 3.7.2.2 Chiral TMDs |
| 3.7.2.3 Chiral 2D perovskites |
| 3.7.2.4 Other chiral 2D materials |
| 4 Potential applications |
| 4.1 Electronics |
| 4.1.1 Fabrication and architecture of 2d field-effect transistors |
| 4.1.1.1 Status of n-FET and p-FET |
| 4.1.1.2 CMOS demonstration |
| 4.1.2 Key challenges for 2D electronics |
| 4.1.2.1 Contact issue |
| 4.1.2.2 Doping of 2D semiconductors |
| 4.1.2.3 Mobility engineering |
| 4.1.2.4 Gate dielectrics |
| 4.1.3 Emerging computing technology based on 2D materials |
| 4.1.3.1 Logic circuits |
| 4.1.3.2 Neuromorphic computing |
| 4.2 Optoelectronics |
| 4.2.1 Categorization and figure of merit for optoelectronics |
| 4.2.1.1 Categorization of optoelectronics |
| 4.2.1.1.1 Photodetectors |
| 4.2.1.1.2 Photovoltaic devices |
| 4.2.1.1.3 Optical modulator and lasers |
| 4.2.1.2 Figure of merit of optoelectronics based on photocurrent generation mechanisms |
| 4.2.1.2.1 Photoconductive effect |
| 4.2.1.2.2 Photovoltaic effect |
| 4.2.1.2.3 Photogating effect |
| 4.2.1.2.4 Photothermoelectric effect |
| 4.2.1.2.5 Bolometric effect |
| 4.2.2 Key challenges for optoelectronics |
| 4.2.2.1 Wide and narrow bandgap |
| 4.2.2.2 2D heterostructures for optoelectronics |
| 4.2.3 Unique applications of 2D functional optoelectronics |
| 4.2.3.1 Wide-spectrum photodetectors |
| 4.2.3.2 2D polarization-sensitive photodetectors |
| 4.2.3.3 2D neural network image sensors |
| 4.2.3.4 Near/in-sensor computing |
| 4.3 Catalysis |
| 4.3.1 Electrocatalysis |
| 4.3.1.1 Oxygen reduction reaction |
| 4.3.1.2 CO2 reduction reaction |
| 4.3.1.3 Nitrogen reduction reaction |
| 4.3.1.3.1 2D metal-based NRR catalysts |
| 4.3.1.3.2 Graphene-based NRR catalysts |
| 4.3.1.4 Methanol oxidation reaction/ethanol oxidation reaction |
| 4.3.1.5 Formic acid oxidation reaction |
| 4.3.1.6 Hydrogen evolution reaction |
| 4.3.1.6.1 Transition metal chalcogenides |
| 4.3.1.6.2 Xenes |
| 4.3.1.6.3 MXenes |
| 4.3.1.6.4 Layered double hydroxides |
| 4.3.1.7 Oxygen evolution reaction |
| 4.3.1.7.1 Metal organic frameworks |
| 4.3.1.7.2 Transition metal chalcogenides |
| 4.3.1.7.3 Layered double hydroxides |
| 4.3.2 Photocatalysis |
| 4.3.2.1 Water splitting |
| 4.3.2.2 CO2 photoreduction |
| 4.3.2.3 Nitrogen reduction reaction |
| 4.3.2.4 Photocatalytic environmental treatment |
| 4.3.2.5 Photocatalytic organic synthesis |
| 4.4 Energy storage |
| 4.4.1 Batteries |
| 4.4.2 Supercapacitors |
| 4.4.3 2D materials for micro-supercapacitors |
| 4.5 Solar cells |
| 4.5.1 Electrodes |
| 4.5.2 Charge transport layers |
| 4.5.3 Photoactive layer |
| 4.6 Biomedical applications |
| 4.7 Sensing applications |
| 4.7.1 Fluorescence sensing platforms |
| 4.7.2 SPR sensing platforms |
| 4.7.3 Surface-enhanced Raman scattering sensing platforms |
| 4.7.4 Field-effect transistor sensing platforms |
| 4.7.5 Electrochemical sensors |
| 4.7.6 Colorimetric sensors |
| 4.8 Flexible electronics |
| 4.9 Environmental applications |
| 4.9.1 Water treatments |
| 4.9.2 Carbon neutralization and exhaust gas treatment |
| 4.9.3 Rare earth enrichments and soil remediation |
| 4.10 Proton permeation |
| 4.10.1 Origin of the proton permeation |
| 4.10.2 Applications of proton transport |
| 4.10.3 Various approaches to enhance proton conductance |
| 4.11 Other applications |
| 5 Theoretical calculations and simulations |
| 5.1 Growth mechanism of 2D materials via bottom- up synthesis |
| 5.1.1 Role of substrate in bottom-up synthesis of 2Dmaterials |
| 5.1.2 Epitaxy of 2D materials on low-symmetry substrates |
| 5.1.3 Growth mechanisms of TMDs on gold substrates |
| 5.1.4 Growth of polycrystalline 2D materials on liquid substrates |
| 5.1.5 Growth mechanism of graphene on insulating substrates |
| 5.1.6 Summary |
| 5.2 Surface reactivity of 2D materials |
| 5.2.1 Oxidation and degradation mechanisms |
| 5.2.1.1 Light-induced oxidation |
| 5.2.1.2 Water catalyzed oxidation |
| 5.2.1.3 Defect induced oxidation |
| 5.2.2 Surface vacancies and performance control |
| 5.2.3 2D materials supported single atom catalysts |
| 5.2.3.1 Activity descriptors |
| 5.2.3.2 Strategies for materials discovery |
| 5.3 2D magnetic materials |
| 5.3.1 Magnetic ground state determination |
| 5.3.2 Curie temperature calculation |
| 5.3.3 Interlayer magnetic coupling |
| 5.3.4 External field modulation |
| 5.3.5 2D topological magnets |
| 5.3.6 High throughput search magnetism |
| 6 Conclusions and outlooks |
（2）黑磷/蓝磷异质结构和超宽带隙NaYO2的结构、电学、光学和电化学性能的第一性原理研究（论文提纲范文）
| ABBREVIATIONS |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 Chapter 1: Introduction and Background |
| 1. Introduction |
| 1.1 Section-1: Monolayers and Heterostructures |
| 1.2 Section-2: Ultra-Wide bandgap materials |
| 1.2.1 Ultra-Violet application |
| 1.3 Context and Background |
| 1.4 Thesis Organization |
| 2 Chapter 2: Literature Review |
| 2.1 Section-1: Lithium-ion batteries |
| 2.1.1 Fundamentals of lithium-ion batteries |
| 2.2 Perspective and challenges for lithium-ion batteries |
| 2.3 The solutions with nanomaterials |
| 2.3.1 Introduction to flexible lithium-ion batteries |
| 2.3.2 Flexible Cathodes |
| 2.4 Layer Materials |
| 2.4.1 Black Phosphorus |
| 2.4.2 Blue Phosphorene |
| 2.5 Heterostructure |
| 2.6 Section-2 |
| 2.6.1 Optical Properties |
| 2.6.2 Absorption |
| 2.6.3 Transmission |
| 2.6.4 Reflection |
| 2.6.5 Refraction |
| 2.6.6 Colour |
| 2.6.7 Applications |
| 2.6.8 Luminescence |
| 2.6.9 Photoconductivity |
| 2.6.10 Lasers |
| 2.6.11 Optical Fibers |
| 2.6.12 Optical Materials |
| 2.6.13 ABO_2 Materials |
| 3 Chapter 3: Theoretical and comd computational detail |
| 3.1 First Principle Study of Electrochemical and Optoelectronic Materials |
| 3.1.1 Wave Function(ψ) |
| 3.1.2 Schrodinger Wave Equation |
| 3.1.3 Reduce Mass |
| 3.1.4 Many-body problems |
| 3.2 Density Functional Theory (DFT) |
| 3.2.1 Significance |
| 3.3 Derivation and Forrmalism |
| 3.4 Ritz Variational Principle |
| 3.5 Born-Oppenheimer approximation |
| 3.6 Density as a Basic Variable |
| 3.7 Hohenberg and Kohn Theorems |
| 3.7.1 Theorem 1 |
| 3.7.2 Theorem 2 |
| 3.8 Constraints-Search Formulation |
| 3.9 Kohn-Sham Equation |
| 3.10 Approximate Exchange Correlation Functional |
| 3.10.1 Local Density Approximation (LDA) |
| 3.10.2 Local Spin Density Approximation (LSDA) |
| 3.10.3 Generalized Gradient Approximation (GGA) |
| 3.10.4 Hybrid Functionals |
| 3.11 Basis function for DFT |
| 3.11.1 Pseudopotential methods |
| 3.11.2 Full-potential plane-wave methods |
| 4 Chapter 4: Black Phoshorous/Blue Phosphorous van der Waals Heterostructure: APotential Anode Material for Lithium-Ion Batteries |
| 4.1 Introduction |
| 4.2 Computational Aspect |
| 4.3 Optimized Structure |
| 4.4 Structure and stability |
| 4.5 Adsorption Site and Binding Energy |
| 4.6 Band Structure and Charge Density Difference |
| 4.7 Diffusion Barrier |
| 4.8 Supporting Figures |
| 5 Chapter 5: First-Principles Study of the Electronic Structure and Optoelectronic Properties of Ultra-Wide Bandgap Semiconductor Compound NaYO_2 |
| 5.1 Introduction |
| 5.2 Computational Aspect |
| 5.3 Optimized Structure |
| 5.4 Band Structure |
| 5.5 Density of States |
| 5.6 Bader Charge Analysis and Electron Localization Function |
| 5.7 Structure and stability |
| 5.8 Optical Properties |
| 5.8.1 Dielectric function |
| 5.8.2 Absorption and Reflection |
| 5.8.3 Complex Refractive index |
| 5.8.4 Energy Loss function |
| Conclusion |
| 6 Chapter 6: Summary of Dissertation |
| References |
| Acknowledgement |
（3）石墨炔基范德华异质结构及其光电特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二维材料 |
| 1.1.1 二维材料简介 |
| 1.1.2 二维石墨炔 |
| 1.1.3 其它二维材料 |
| 1.2 二维范德华异质结构 |
| 1.2.1 二维范德华异质结构简介 |
| 1.2.2 石墨炔基范德华异质结构研究现状 |
| 1.3 本论文的选题依据和主要研究内容 |
| 1.3.1 选题依据 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第二章 理论研究方法 |
| 2.1 第一性原理计算方法 |
| 2.1.1 薛定谔方程与多体问题 |
| 2.1.2 Born-Oppenhermer绝热近似 |
| 2.1.3 Hartree-Fork近似 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Thomas-Fermi模型 |
| 2.2.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.2.4 交换关联泛函 |
| 2.3 量子输运理论 |
| 2.3.1 NEGF-DFT非平衡格林函数-密度泛函方法 |
| 2.3.2 光电流计算方法 |
| 2.4 本论文采用的计算软件包 |
| 2.4.1 CASTEP软件 |
| 2.4.2 Nanodcal软件 |
| 2.5 本章小节 |
| 第三章 石墨炔单层和石墨炔双层的理论研究 |
| 3.1 理论方法与计算参数 |
| 3.2 石墨炔的电学和光学性质 |
| 3.3 石墨炔双层的电学和光学性质 |
| 3.3.1 不同堆垛石墨炔双层的电学和光学性质 |
| 3.3.2 外加应变下石墨炔双层的电子结构调制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 石墨炔/类石墨炔氮化硼范德华异质结构的设计 |
| 4.1 理论方法与计算参数 |
| 4.2 类石墨炔氮化硼的电子结构研究 |
| 4.2.1 类石墨炔氮化硼的几何结构、稳定性和电学性质 |
| 4.2.2 外加应变下类石墨炔氮化硼的电子结构调制 |
| 4.3 石墨炔/类石墨炔氮化硼范德华异质结构的电子结构研究 |
| 4.3.1 不同堆垛石墨炔/类石墨炔氮化硼的几何结构和电学性质 |
| 4.3.2 面内应变下石墨炔/类石墨炔氮化硼的电子结构调制 |
| 4.3.3 栅电场下石墨炔/类石墨炔氮化硼的电子结构调制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 原子功能化石墨炔/类石墨炔氮化硼范德华异质结构的设计 |
| 5.1 理论方法与计算参数 |
| 5.2 氢原子功能化石墨炔/类石墨炔氮化硼 |
| 5.2.1 氢原子功能化石墨炔的几何结构、电学和光学性质 |
| 5.2.2 氢原子功能化石墨炔/类石墨炔氮化硼的电学和光学性质 |
| 5.3 卤素原子功能化石墨炔/类石墨炔氮化硼 |
| 5.3.1 卤素原子功能化石墨炔的几何结构、电学和光学性质 |
| 5.3.2 卤素原子功能化石墨炔/类石墨炔氮化硼的电学和光学性质 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 石墨炔/磷化硼范德华异质结构及其在近红外自驱动光电探测器的应用 |
| 6.1 理论方法与计算参数 |
| 6.2 石墨炔/磷化硼范德华异质结构 |
| 6.2.1 石墨炔/磷化硼的结构和稳定性 |
| 6.2.2 石墨炔/磷化硼的电子结构 |
| 6.2.3 石墨炔/磷化硼的光学性质及光电性能研究 |
| 6.3 面内应变下石墨炔/磷化硼光电性能的鲁棒性研究 |
| 6.4 不同层厚下石墨炔/磷化硼光电性能的鲁棒性研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 石墨炔/g-C_3N_4范德华异质结构及其光催化性能研究 |
| 7.1 理论方法与计算参数 |
| 7.2 石墨炔/g-C_3N_4范德华异质结构 |
| 7.2.1 石墨炔/g-C_3N_4的结构和稳定性 |
| 7.2.2 石墨炔/g-C_3N_4的电学和光学性质 |
| 7.3 栅电场下石墨炔/g-C_3N_4的电学和光学性质 |
| 7.4 BN掺杂调控下石墨炔/g-C_3N_4的电学和光学性质 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 工作总结与展望 |
| 8.1 工作总结 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
（4）二维材料电子相关性质及层间弱相互作用的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写及单位说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维材料 |
| 1.3 二维多层材料 |
| 1.3.1 二维范德华异质结 |
| 1.3.2 二维范德华同质多层 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论方法 |
| 2.1 多粒子体系的薛定谔方程和本征值 |
| 2.1.1 绝热(Born-oppenheimer)近似 |
| 2.1.2 Hartree-Fock近似 |
| 2.2 密度泛函理论(Density functional theory) |
| 2.3 交换关联能泛函 |
| 2.3.1 局域密度近似(LDA) |
| 2.3.2 广义梯度近似(GGA) |
| 2.3.3 轨道定域泛函(LDA/GGA+U) |
| 2.3.4 杂化泛函(HSE) |
| 2.4 非平衡格林函数方法 |
| 2.5 非绝热分子动力学 |
| 参考文献 |
| 第三章 新型二维材料的电子和拓扑性质 |
| 3.1 二维Sb_2Te_2X(X=S、Se)的电子及光学性质研究 |
| 3.1.1 实验和理论研究背景 |
| 3.1.2 计算方法和模型 |
| 3.1.3 结果和讨论 |
| 3.1.3.1 Sb_2Te_2X的结构和稳定性 |
| 3.1.3.2 Sb_2Te_2X的电子性质 |
| 3.1.3.3 Sb_2Te_2X的光学和输运性质 |
| 3.1.4 小结 |
| 参考文献 |
| 3.2 二维Bi_2ON量子反常霍尔效应的研究 |
| 3.2.1 实验和理论研究背景 |
| 3.2.2 计算方法和模型 |
| 3.2.3 结果和讨论 |
| 3.2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 层间相互作用对光电转换性质的影响 |
| 4.1 InSe/g-C_3N_4异质结分解水催化剂的设计与研究 |
| 4.1.1 实验和理论研究背景 |
| 4.1.2 计算方法和模型 |
| 4.1.3 结果和讨论 |
| 4.1.3.1 单层InSe和g-C_3N_4的晶体和电子结构 |
| 4.1.3.2 InSe/g-C_3N_4异质结双层的界面性质 |
| 4.1.3.3 g-C_3N_4/InSe三层异质结的性质 |
| 4.1.3.4 异质结的光学和光激发载流子输运 |
| 4.1.4 小结 |
| 参考文献 |
| 4.2 层状TiNX (X=F、Cl、Br)单层和异质双层的研究 |
| 4.2.1 实验和理论研究背景 |
| 4.2.2 计算方法和模型 |
| 4.2.3 结果和讨论 |
| 4.2.3.1 TiNX (X=F、Cl、Br、I)的晶体结构与稳定性 |
| 4.2.3.2 电子和光学性质 |
| 4.2.3.3 异质双层作为激子太阳能电池的能量转换效率 |
| 4.2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 4.3 Janus-MoSSe/WSe_2异质界面的光激发动力学 |
| 4.3.1 实验和理论研究背景 |
| 4.3.2 计算方法和模型 |
| 4.3.3 结果和讨论 |
| 4.3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 层间相互作用与铁电相关性质关系的构筑 |
| 5.1 单元素蓝磷,砷烯,锑烯双层中的面外铁电和多铁 |
| 5.1.1 实验和理论研究背景 |
| 5.1.2 计算方法和模型 |
| 5.1.3 结果和讨论 |
| 5.1.4 小结 |
| 参考文献 |
| 5.2 二维范德华材料中的面内面外关联铁电 |
| 5.2.1 实验和理论研究背景 |
| 5.2.2 结果和讨论 |
| 5.2.3 小结 |
| 参考文献 |
| 5.3 范德华多层中的铁电和拓扑耦合 |
| 5.3.1 实验和理论研究背景 |
| 5.3.2 结果和讨论 |
| 5.3.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论及创新点 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录及参与会议等情况 |
| 附录: 攻读学位期间发表的学术论文原文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）新型低维催化与气体存储材料的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电催化材料 |
| 1.1.1 硫还原反应的电催化过程 |
| 1.1.2 水分解的电催化过程 |
| 1.2 光催化材料 |
| 1.3 气体存储材料 |
| 1.3.1 氢气存储材料 |
| 1.3.2 二氧化碳存储材料 |
| 1.4 选题意义 |
| 1.5 论文结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论方法 |
| 2.1 第一性原理计算 |
| 2.1.1 薛定谔方程和三个基本近似 |
| 2.1.2 Hartree-Fock方程和自洽场方法 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.2.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.2.3 交换关联泛函 |
| 2.2.4 赝势方法 |
| 2.3 相关程序包简介 |
| 参考文献 |
| 第三章 单层Fe_3GeX_2(X=S,Se,Te)在锂硫电池中的电催化硫还原性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 Fe_3GeX_2单层上的电化学反应机理 |
| 3.3.2 Fe_3GeX_2单层的晶体结构和电子结构 |
| 3.3.3 Fe_3GeX_2单层与多硫化物的结合强度 |
| 3.3.4 Fe_3GeX_2单层的电催化活性 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 二维金属有机框架材料的电催化水分解性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 NiIT单层的晶体结构与电子结构 |
| 4.3.2 NiIT单层的HER和OER性能 |
| 4.3.3 NiIT单层的催化活性来源 |
| 4.3.4 FeIT单层的催化性能 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 碳纳米管的光催化和氢气存储性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 光吸收 |
| 5.3.2 光生载流子分离 |
| 5.3.3 水分解 |
| 5.3.4 产氢并储氢 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 二维BP与α-PC的二氧化碳存储性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 二氧化碳的吸附能 |
| 6.3.2 应变下二氧化碳的吸附特征 |
| 6.3.3 二氧化碳吸附后BP和α-PC的电子性质 |
| 6.3.4 应变调控二氧化碳吸附和解吸附的MD模拟 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间参与的项目 |
| 获奖情况 |
| 参加的学术会议 |
| 发表论文 |
| 附录: 外文论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）包合水合物冰晶材料磁性及调控理论研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 包合水合物的研究现状及选题背景 |
| 1.1.1 包合水合物中活性分子结构和性质的研究 |
| 1.1.2 氧气包合物自旋耦合及磁性调控的研究 |
| 1.1.3 离子包合物中OH~-离子的本质及输运机理研究 |
| 1.2 本文开展的主要工作 |
| 1.3 理论计算方法 |
| 1.3.1 密度泛函理论 |
| 1.3.2 本文使用的密度泛函理论计算软件包介绍 |
| 参考文献 |
| 第二章 氮杂苯包合物独特的溶剂化效应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算细节 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 氮杂苯/苯包合物 |
| 2.3.2 氮杂苯/苯阴离子包合物 |
| 2.3.3 包合物笼独特的溶剂化效应 |
| 2.4 小结 |
| 辅助材料 |
| 参考文献 |
| 第三章 磁性双氧包合物: 极具前景的冰晶材料构建单元 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 O_2@CHs的结构和稳定性 |
| 3.3.2 O_2@CHs的磁性多样性 |
| 3.3.3 应变诱导调控或转变磁耦合 |
| 3.4 小结 |
| 辅助材料 |
| 参考文献 |
| 第四章 离子掺杂包合水合物笼结构辅助顺磁客体的超交换自旋耦合 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 O_2·X@CHs的结构和稳定性 |
| 4.3.2 OH~-掺杂包合物笼诱导顺磁客体O_2反铁磁耦合 |
| 4.3.3 应变诱导调控O_2·EMN~+@CHs的磁性和电子性质 |
| 4.4 小结 |
| 辅助材料 |
| 参考文献 |
| 第五章 离子型包合水合物氢氧根阴离子迁移动力学 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算细节 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Me_4N~+@ICHs中OH~-离子的局部溶剂化结构 |
| 5.3.2 Me_4N~+@ICHs中OH~-离子的质子转移机理 |
| 5.3.3 Me_4N~+@ICHs中OH~-离子的迁移 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 外文论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）基于第Ⅳ主族元素的低维纳米结构设计及其电子输运性质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文的创新点 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 低维纳米电子材料的发展 |
| 1.2 纳米电子学和自旋电子学 |
| 1.3 低维纳米结构电子输运性质的研究概况 |
| 1.3.1 负微分电阻效应 |
| 1.3.2 整流效应与自旋整流效应 |
| 1.3.3 隧穿磁电阻效应 |
| 1.4 第Ⅳ主族元素纳米材料及其器件的研究现状 |
| 1.4.1 碳材料及其器件 |
| 1.4.1.1 石墨烯 |
| 1.4.1.2 富勒烯及其衍生物 |
| 1.4.1.3 碳纳米管 |
| 1.4.1.4 碳环 |
| 1.4.2 碳化硅纳米带及其器件 |
| 1.4.3 锗基磁性材料及其器件 |
| 1.4.4 铅基材料及其器件 |
| 1.5 本课题的研究意义和主要内容 |
| 第二章 研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一性原理概述 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Born-Oppenheimen绝热近似 |
| 2.3.2 Hartree-Fork近似 |
| 2.3.3 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.3.4 Kohn-Sham方程 |
| 2.4 纳米电子器件输运性质的计算方法 |
| 2.4.1 Landauer-Buttiker公式 |
| 2.4.2 非平衡格林函数理论 |
| 2.4.3 纳米电子器件输运性质的计算方法 |
| 2.4.4 计算软件介绍 |
| 第三章 碳基纳米器件的构造及其电子输运性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 器件模型与参数选择 |
| 3.2.1 环状C_(18)分子器件 |
| 3.2.2 双节点中空富勒烯 |
| 3.2.3 锥形、纺锤形和沙漏形碳材料器件 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 多种输运表现的环状C_(18)分子器件及机理解释 |
| 3.3.1.1 不同维度电极的环状C_(18)器件的电流电压特性 |
| 3.3.1.2 平衡态环状C_(18)器件的电子输运 |
| 3.3.1.3 非平衡态环状C_(18)器件的电子输运 |
| 3.3.2 双节点中空富勒烯的电子输运性质 |
| 3.3.2.1 插入气体的双节点中空富勒烯结构的电荷转移机制 |
| 3.3.2.2 双节点中空富勒烯器件的电子输运性质及其机理解释 |
| 3.3.3 锥形、纺锤形和沙漏形碳材料器件 |
| 3.3.3.1 锥形、纺锤形和沙漏形碳材料器件的电子输运性质 |
| 3.3.3.2 锥形、纺锤形和沙漏形碳材料器件的自旋电子输运性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于SiC构建的“Y”形PbS/PbSe纳米器件及其电子输运性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 器件模型与参数选择 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 器件的电流电压特性 |
| 4.3.2 器件的电子结构 |
| 4.3.3 器件的局域态密度 |
| 4.3.4 器件的整流比和透射谱 |
| 4.3.5 纳米带结构对器件电流电压特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Pb及PbSi纳米线的电子输运性质 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件模型与参数选择 |
| 5.2.1 Pb纳米线 |
| 5.2.2 包裹门电极的PbSi纳米线 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Pb纳米线的结构与电子输运性质 |
| 5.3.1.1 Pb纳米线的几何结构 |
| 5.3.1.2 Pb纳米线的电流电压特性 |
| 5.3.1.3 Pb纳米线的电子结构及电子输运性质的机理解释 |
| 5.3.2 掺杂Si的Pb纳米线的几何结构 |
| 5.3.3 PbSi纳米线的电子输运性质 |
| 5.3.4 PbSi纳米线的电子输运性质的机理解释 |
| 5.3.4.1 PbSi纳米线的透射谱 |
| 5.3.4.2 PbSi纳米线的电子结构与透射谱的对应 |
| 5.3.5 门电压对PbSi纳米线电子输运性质的影响及机理解释 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 锗基磁性异质结及其电子输运性质 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 器件模型与参数选择 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 锗基磁性异质结的电子结构 |
| 6.3.2 锗基磁性异质结的电子输运性质 |
| 6.3.3 电子输运性质的机理解释 |
| 6.3.4 势垒层对电子输运性质的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录(Ⅰ) 攻读博士学位期间发表的学术成果 |
| 1. 论文 |
| 2. 专着 |
| 附录(Ⅱ) 攻读博士学位期间获奖情况 |
| 附录(Ⅲ) 攻读博士学位期间参与项目情况 |
| 外文文章 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）基于硼/磷元素的纳米器件设计及其电子输运性质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文的创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 低维硼/磷材料纳米结构 |
| 1.3 低维硼/磷纳米电子器件 |
| 1.3.1 硼/磷纳米片及纳米管电子器件 |
| 1.3.2 磷烯电子器件在生物领域的应用 |
| 1.4 调控电子器件性能的结构设计方法 |
| 1.4.1 异类原子掺杂 |
| 1.4.2 边缘钝化修饰 |
| 1.4.3 构建异质结 |
| 1.5 本课题的研究意义及研究内容 |
| 1.5.1 本课题的研究意义 |
| 1.5.2 本课题的研究内容 |
| 第2章 研究方法 |
| 2.1 第一性原理介绍 |
| 2.2 绝热近似(Born-Oppenheimer近似) |
| 2.3 密度泛函理论(DFT) |
| 2.3.1 Hohenberg-Kohn (H-K)定理 |
| 2.3.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.3.3 局域密度近似(LDA) |
| 2.3.4 广义梯度近似(GGA) |
| 2.4 非平衡格林函数(NEGF) |
| 2.4.1 方法概述 |
| 2.4.2 电子输运方面的应用 |
| 2.5 Landauer-Buttiker公式 |
| 2.6 基于DFT和NEGF方法的电子输运性质求解 |
| 2.7 量子输运中的特殊效应 |
| 2.7.1 量子隧穿效应 |
| 2.7.2 负微分电阻效应 |
| 2.7.3 整流特性 |
| 第3章 基于硼元素的纳米结构设计及其器件的电子输运性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硼纳米管的金属-半导体转变特性 |
| 3.2.1 模型构建 |
| 3.2.2 不同手性硼纳米管的电子结构 |
| 3.2.3 不同手性硼纳米管器件的电子输运性质 |
| 3.2.4 直径对硼纳米管电子性质的影响 |
| 3.3 不同截面形状的砷化硼纳米管的电子输运性质 |
| 3.3.1 模型构建 |
| 3.3.2 不同截面形状的砷化硼纳米管的电子结构 |
| 3.3.3 不同截面形状的砷化硼纳米管的电子输运性质 |
| 3.3.4 封装水分子的砷化硼纳米管的电子输运性质 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于磷元素的纳米结构设计及其器件的电子输运性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 掺杂C/O原子的黑磷纳米管结构设计与输运性质 |
| 4.2.1 模型构建 |
| 4.2.2 掺杂C/O原子对黑磷纳米管电子结构的影响 |
| 4.2.3 掺杂C/O原子对黑磷纳米管电子输运性质的影响 |
| 4.3 磷烯/石墨烯(硅烯/锗烯)双层异质结构的电子输运性质研究 |
| 4.3.1 模型构建 |
| 4.3.2 磷烯/石墨烯(硅烯/锗烯)双层异质结的电子结构 |
| 4.3.3 磷烯/石墨烯(硅烯/锗烯)双层异质结的电子输运性质 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 磷烯纳米器件的电子输运性质及其生物分子探测设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磷纳米片的电子输运性质及神经递质分子探测器设计 |
| 5.2.1 模型构建 |
| 5.2.2 黑磷烯-神经递质分子器件的电子输运性质 |
| 5.2.3 P原子替换N原子后ACh的电子输运性质 |
| 5.2.4 基于神经递质分子的器件设计 |
| 5.3 磷纳米片的输运性质用于20种氨基酸的灵敏区分 |
| 5.3.1 模型构建 |
| 5.3.2 利用电子输运性质区分氨基酸分子 |
| 5.3.3 利用二肽的电子输运性质区分氨基酸 |
| 5.3.4 利用电子输运性质对肽进行测序 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于磷化硼的纳米结构设计及其器件的电子输运性质 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不同钝化方式下磷化硼纳米片的输运性质以及形变的影响 |
| 6.2.1 模型构建 |
| 6.2.2 磷化硼纳米带的电子结构 |
| 6.2.3 变形对BP纳米带电子输运性质的影响 |
| 6.3 磷化硼/砷化硼异质结构设计及其电子输运性质 |
| 6.3.1 模型构建 |
| 6.3.2 磷化硼/砷化硼纳米片三明治结构的电子结构 |
| 6.3.3 磷化硼/砷化硼纳米片三明治结构的电子输运性质 |
| 6.3.4 磷化硼/砷化硼双壁纳米管的电子输运性质 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录(Ⅰ)攻读博士学位期间发表的学术成果 |
| (1) 以第一作者身份发表的SCI论文 |
| (2) 发表的其它代表性SCI论文 |
| (3) 发表的专着 |
| 附录(Ⅱ)参与的科研项目 |
| 附录(Ⅲ)攻读博士学位期间获得的荣誉和奖励 |
| 外文文章 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）低维磁性材料的理论设计与模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 低维自旋电子学材料研究现状 |
| 1.1 自旋电子器件 |
| 1.2 自旋电子学材料 |
| 1.2.1 铁磁半金属 |
| 1.2.2 铁磁半导体 |
| 1.3 磁性遇上维度 |
| 1.4 挑战与目标 |
| 第2章 计算量子化学基础 |
| 2.1 薛定谔方程 |
| 2.1.1 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.1.2 单电子近似 |
| 2.1.3 Hartree-Fock方程 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Thomas-Fermi-Dirac模型 |
| 2.2.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.3 交换关联泛函 |
| 2.3.1 局域密度近似(LDA) |
| 2.3.2 广义梯度近似(GGA) |
| 2.3.3 杂化泛函 |
| 2.3.4 其他泛函 |
| 2.4 计算软件包 |
| 第3章 非本征二维磁性材料的设计 |
| 3.1 单层二硫化钼晶体中一维缺陷诱导的磁性 |
| 3.1.1 背景介绍 |
| 3.1.2 计算细节 |
| 3.1.3 结果与讨论 |
| 3.1.4 小结 |
| 3.2 磁性衬底诱导二硫化钼塞曼分裂及其电场调控 |
| 3.2.1 背景介绍 |
| 3.2.2 计算细节 |
| 3.2.3 结果与讨论 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 磁性衬底诱导石墨烯纳米片自旋极化 |
| 3.3.1 实验背景介绍 |
| 3.3.2 计算细节 |
| 3.3.3 结果与讨论 |
| 3.3.4 小结 |
| 第4章 一维过渡金属硫属化物分子纳米线 |
| 4.1 无机分子纳米线 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 稳定结构 |
| 4.3.2 纳米线磁性与电子结构分析 |
| 4.3.3 载流子掺杂调控 |
| 4.3.4 纳米线堆积与扭转 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 Janus结构中配位环境诱导的室温磁性 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 计算细节 |
| 5.3 异族元素替换构建Janus单层铁磁体 |
| 5.3.1 稳定结构 |
| 5.3.2 磁性和电子结构 |
| 5.3.3 Janus TiTeH中的巨磁能带效应 |
| 5.3.4 双层Janus结构及异质结 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 具有自旋极化狄拉克锥和节点环的二维铁氮化物 |
| 6.1 具有节点环半金属性的平面拓扑五元环铁氮化物 |
| 6.1.1 研究背景 |
| 6.1.2 计算细节 |
| 6.1.3 结果与讨论 |
| 6.1.4 小结 |
| 6.2 具有狄拉克半金属性的二维铁氮化物 |
| 6.2.1 研究背景 |
| 6.2.2 计算细节 |
| 6.2.3 结果与讨论 |
| 6.2.4 小结 |
| 第7章 高通量搜索平面拓扑结构 |
| 7.1 高通量搜索平面拓扑五元环结构 |
| 7.1.1 拓扑五元环研究进展 |
| 7.1.2 高通量搜索及计算细节 |
| 7.1.3 结果分析与讨论 |
| 7.1.4 小结 |
| 7.2 高通量搜索稳定平面Lieb晶格结构 |
| 7.2.1 Lieb晶格研究进展 |
| 7.2.2 高通量搜索及计算细节 |
| 7.2.3 结果分析与讨论 |
| 7.2.4 小结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）Engineering Electronic Properties of Layered Two-dimensional Single-Crystal Materials and Their Synchrotron Radiation-based Studies（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| Dedication |
| Acknowledgement |
| List of Abbreviations |
| Chapter 1: Introduction |
| 1.0 Introduction |
| 1.1 Electronic Properties of Materials |
| 1.2 Conventional and Unconventional Superconductivity |
| 1.3 Topological Semimetals |
| 1.4 Electronic Properties Engineering through Doping, Intercalation, and Strain |
| 1.5 Single Crystals Materials Synthesis |
| 1.6 Synchrotron Radiation-based Characterization |
| 1.6.1 Synchrotron Radiation X-ray diffraction |
| 1.6.2 X-ray Photoelectron Spectroscopy |
| 1.6.3 Angle-Resolved Photoemission spectroscopy |
| 1.7 The Motivation of This Thesis |
| References |
| Chapter 2: Engineering the Bandgap of Mononlayer ZrGeTe_4 using Strain: A First-principles Study |
| 2.0 Introduction |
| 2.1 Computational Details |
| 2.2 Results and Discussion |
| 2.3 Structural Analysis |
| 2.4 Electronic Properties |
| 2.5 Elastic Properties |
| 2.6 Optical Properties |
| 2.7 Concluding Remarks |
| References |
| Chapter 3: Engineering the Electronic Properties of 2H-TaSe_2 through Atoms Intercalation |
| 3.0 Introduction |
| 3.1 Superconductivity and the Topological Surface States Induced by Sn atoms Intercalation in 2H-TaSe_2 |
| 3.1.1 Experimental and Computational Methods |
| 3.1.2 Chemical Vapor Transport growth of TaSe_2 and Sn_xTaSe_2 Single Crystals |
| 3.1.3 Materials Characterizations |
| 3.1.4 Computational Methods |
| 3.1.5 Results and Discussions |
| 3.1.6 Structural, Morphology, and Composition Analysis |
| 3.1.7 Electronic and Transport properties |
| 3.2 Influence of Low Cr Intercalation on the Electronic Properties of 2H-TaSe_2 |
| 3.2.1 Experimental Methods |
| 3.2.2 Chemical Vapor Transport synthesis of TaSe_2 and Cr_xTaSe_2 Single Crystals |
| 3.2.3 Materials Characterizations |
| 3.2.4 Results and Discussions |
| 3.2.5 Structural. Morphology and Compositional Analysis |
| 3.2.6 Transport and Magnetic properties |
| 3.3 Concluding Remarks |
| References |
| Chapter 4: Angle-resolved Photoemission Spectroscopy study of Charge density wave Phase Suppression in 1T-TiSe_2 |
| 4.0 Introduction |
| 4.1 Experimental and Computational Methods |
| 4.1.1 Chemical Vapor Transport synthesis of TiSe_2 and Sn_xTiSe_2 Single Crystals |
| 4.1.2 Materials Characterizations |
| 4.1.3 Computational Methods |
| 4.2 Results and Discussions |
| 4.2.1 Structural, Morphology, Electronic structure and Composition Analysis |
| 4.2.2 Angle-resolved Photoemission Spectroscopy Study of the electronic structure |
| 4.3 Concluding Remarks |
| References |
| Chapter 5: Conclusion and Future Prospect |
| 5.1 Future Propects |
| LIST OF PUBLICATIONS |
四、ab initio Study of Electronic Structure and Magnetic Properties of a Novel Two-Dimensional Copper(Ⅱ)-Radical Complex [Cu(NTTmPy)_2(N_3)_2]_n（论文参考文献）
- [1]二维材料最新研究进展（英文）[J]. 常诚,陈伟,陈也,陈永华,陈雨,丁峰,樊春海,范红金,范战西,龚成,宫勇吉,何其远,洪勋,胡晟,胡伟达,黄维,黄元,季威,李德慧,李连忠,李强,林立,凌崇益,刘鸣华,刘楠,刘庄,Kian Ping Loh,马建民,缪峰,彭海琳,邵明飞,宋礼,苏邵,孙硕,谭超良,唐智勇,王定胜,王欢,王金兰,王欣,王欣然,Andrew T. S. Wee,魏钟鸣,吴宇恩,吴忠帅,熊杰,熊启华,徐伟高,尹鹏,曾海波,曾志远,翟天佑,张晗,张辉,张其春,张铁锐,张翔,赵立东,赵美廷,赵伟杰,赵运宣,周凯歌,周兴,周喻,朱宏伟,张华,刘忠范. 物理化学学报, 2021(12)
- [2]黑磷/蓝磷异质结构和超宽带隙NaYO2的结构、电学、光学和电化学性能的第一性原理研究[D]. Nisar Muhammad. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [3]石墨炔基范德华异质结构及其光电特性研究[D]. 张艳妮. 西北大学, 2021
- [4]二维材料电子相关性质及层间弱相互作用的理论研究[D]. 梁岩. 山东大学, 2021(11)
- [5]新型低维催化与气体存储材料的理论研究[D]. 宋晓涵. 山东大学, 2021(11)
- [6]包合水合物冰晶材料磁性及调控理论研究[D]. 张宏淑. 山东大学, 2021(11)
- [7]基于第Ⅳ主族元素的低维纳米结构设计及其电子输运性质[D]. 张力舒. 山东大学, 2021(11)
- [8]基于硼/磷元素的纳米器件设计及其电子输运性质[D]. 代新月. 山东大学, 2021(11)
- [9]低维磁性材料的理论设计与模拟[D]. 张凯. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [10]Engineering Electronic Properties of Layered Two-dimensional Single-Crystal Materials and Their Synchrotron Radiation-based Studies[D]. Mukhtar Lawan Adam. 中国科学技术大学, 2021(09)