1. 本选题研究的目的及意义
#本选题研究的目的及意义石墨烯作为一种由碳原子构成的二维材料,以其独特的电子结构、优异的光学性质、高的载流子迁移率以及良好的机械性能等特点,自2004年被发现以来,引起了科学界的广泛关注。
它在纳米电子器件、光电探测器、储能材料、复合材料等领域展现出巨大的应用潜力,被誉为“未来材料”。
然而,本征石墨烯零带隙的特性限制了其在电子器件领域的应用,如何实现对石墨烯带隙的有效调控,赋予其新的特性,成为当前研究的热点和难点。
2. 本选题国内外研究状况综述
#本选题国内外研究状况综述石墨烯的电子结构和光学性质调控一直是凝聚态物理和材料科学领域的研究热点。
近年来,国内外学者在金属原子修饰石墨烯方面开展了大量研究工作,并取得了一系列重要成果。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
#本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,构建铜原子吸附双层石墨烯的结构模型,系统研究铜原子吸附对双层石墨烯的电子结构、光学性质和输运性质的影响,并探讨其物理机制。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论计算与模拟相结合的研究方法。
首先,利用MaterialsStudio软件构建铜原子附着双层石墨烯的结构模型,并对其进行几何结构优化,找到能量最低的稳定结构。
然后,利用CASTEP软件包,基于密度泛函理论(DFT),采用广义梯度近似(GGA)和投影缀加波(PAW)方法,对优化后的结构进行电子结构计算,获得体系的能带结构、态密度、电荷密度分布等信息。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.首次系统研究了铜原子吸附对双层石墨烯电子结构、光学性质和输运性质的影响,为设计基于石墨烯的新型纳米电子器件和光电器件提供理论指导。
2.揭示了铜原子吸附对双层石墨烯带隙、光吸收、载流子迁移率等物理性质的调控机制,为开发新型功能化石墨烯材料提供新的思路。
3.结合理论计算和实验结果,建立了铜原子吸附对双层石墨烯物理性质影响的理论模型,为预测和设计其他金属原子修饰石墨烯的性质提供了参考。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1.黄龙文,谢泉.石墨烯的电子结构及其拉曼光谱研究进展[J].光谱学与光谱分析,2017,37(1):187-194.
2.张华,林哲帅,张莉,等.过渡金属原子吸附石墨烯的研究进展[J].材料导报,2018,32(1):101-108.
3.王宁.基于第一性原理的双层石墨烯摩擦学性能研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2019.
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