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摘要目前层状材料的研究才刚刚兴起，我们主要介绍石墨烯层状材料的结合基础范德华异质结构与硅烯层状材料，并通过硅烯层状材料的设计与性能计算，设计多种可能存在的层状材料，通过能量的计算判定其稳定性与合理性。通过电子结构的计算，了解此类材料的电学性能。并通过层状材料的设计，深入理解结果与性能之间的对应关系。本实验主要通过Materials Studio软件对硅烯层状材料进行色散校正密度泛函理论进行计算，测试硅烯的超薄掺杂硅纳米片的几何结构和电子性质。22686
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关键词 ：层状材料 电子结构 电学性能 硅烯 硅纳米片 范德华异质结构 石墨烯
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Layered Materials Design
Abstract
Layered materials are currently only just emerging, we introduce a combination of van der Waals-based heterostructures Silylene layered material graphene layered materials, and through the design and performance calculations silicene layered materials, design a variety of possible layered material, determine its stability and rationality by the energy calculations. By calculating the electronic structure, understanding the electrical properties of these materials. And through the design of layered materials, in-depth understanding of the correspondence between the results and performance. In this study, mainly through Materials Studio software silicone layered material dispersion corrected density functional theory calculations, tests silicene ultrathin nanosheets doped silicon geometries and electronic properties.
Keywords layered materials electronic structure electrical properties silicene silicon nano-sheet van der Waals heterostructures grapheme
目 次
1 绪论 1
1.1 层状材料简介 1
1.2 层状材料研究进展及应用 1
2 范德华异质结构介绍. 3
2.1 石墨烯范德华异质前景3
2.2 分层检查的实现3
2.3 二文范德华异结构层状材料的价值4
3 实验数据及处理 6
结论 13
致谢 14
参考文献15
1 绪论
1.1层状材料简介【1】：
二文层状材料结构种类繁多、制备方法多样、应用前景广阔,涉及多门交叉学科,如:无机、有机、物理化学,并与物理学、材料科学等,目前研究正在蓬勃开展。直接合成的二文层状材料有些可以定向设计制备直接利用。层状结构稳定的可以作为主体材料与不同客体插层结合后进行结构和功能的调变。在共价键、离子键、氢键、分子偶极等化学作用力下,原子、分子或离子等客体可以克服层状主体各层之间的作用力插入层间空隙,形成了二文主-客体层状材料。可以进行插层的客体范围很广,从较小的质子、金属离子、有机分子,一直到较大分子的金属配合物、聚合物和蛋白质等,层间距可以从不到一纳米到十几纳米左右【2】。
层状材料根据电导性的不同分成两类:一类层状结构主体能隙较大,是绝缘体或者半导体,具有一定的惰性,常用作各种催化剂载体;另一类层状结构主体能隙较小,是导体或半导体,具有很好的氧化还原性,常用作电极材料和传感材料等。由于自然矿物和人工直接合成的局限性,人们更多地通过研究插层过程的制备方法、生成机理和层状材料的结构,努力将不同功能性的客体引入层状主体结构中,以期得到具有优良光、电、磁、催化、生物等性能的材料,甚至是多功能材料和分子器件【3】。
1.2 层状材料研究进展及应用【4】：
1.2.1光催化中的应用：
当代科学所面临的两个问题是能源与环境。一些多相反应光催化剂在将光能转化成化学能方面具有巨大应用潜力,如光催化分解水。除TiO2外钙钛矿型化合物如SrTiO3在光解水和代替TiO2降解有机化合物方面都有较好的效果【5】。