| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-25页 |
| 1.1 引言 | 第12-13页 |
| 1.2 能源环境危机与能源材料 | 第13-19页 |
| 1.2.1 能源环境危机 | 第13-14页 |
| 1.2.2 燃料电池与氧离子导体材料 | 第14-16页 |
| 1.2.3 氢能与光解水制氢技术 | 第16-19页 |
| 1.3 单层二维纳米材料 | 第19-23页 |
| 1.3.1 石墨烯概述 | 第19-20页 |
| 1.3.2 石墨烯制备 | 第20-21页 |
| 1.3.3 硅烯概述 | 第21-22页 |
| 1.3.4 其它单层二维材料 | 第22-23页 |
| 1.4 本文的选题背景和主要研究内容 | 第23-25页 |
| 2 理论基础 | 第25-35页 |
| 2.1 量子化学的发展背景 | 第25-26页 |
| 2.2 多体问题 | 第26-27页 |
| 2.3 玻恩-奥本海默近似(Born-Oppenheimer) | 第27页 |
| 2.4 密度泛函理论 | 第27-31页 |
| 2.4.1 Hohenberg-Kohn定理 | 第27-28页 |
| 2.4.2 Kohn-Sham近似 | 第28-29页 |
| 2.4.3 交换关联泛函 | 第29-31页 |
| 2.5 蒙特卡洛方法 | 第31页 |
| 2.6 过渡态搜索理论 | 第31-33页 |
| 2.6.1 PEB方法(Plain Elastic Band) | 第32页 |
| 2.6.2 LUP方法(Locally Updated Planes) | 第32页 |
| 2.6.3 NEB方法(Nudged Elastic Band) | 第32-33页 |
| 2.6.4 cNEB方法(Climbing Image Nudged Elastic Band) | 第33页 |
| 2.7 计算软件包简介 | 第33-35页 |
| 3 从碳纳米管到碳纳米带：第一性原理计算 | 第35-43页 |
| 3.1 研究背景 | 第35-37页 |
| 3.2 计算方法 | 第37页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第37-41页 |
| 3.3.1 几何结构 | 第37-39页 |
| 3.3.2 过渡态搜索 | 第39-40页 |
| 3.3.3 锯齿形碳纳米管 | 第40-41页 |
| 3.4 本章小结 | 第41-43页 |
| 4 金属钯和铂在几类碳基二维纳米材料表面生长机制研究 | 第43-54页 |
| 4.1 研究背景 | 第43-44页 |
| 4.2 计算方法和模型设计 | 第44页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第44-53页 |
| 4.3.1 Pd_n/Pt_n(n=1-3)团簇在石墨烯表面稳定性对比 | 第44-46页 |
| 4.3.2 Pd_4/Pt_4在石墨烯表面几何结构和电子结构稳定性对比 | 第46-48页 |
| 4.3.3 Pd_n和Pt_n团簇在石墨烯表面吸附趋势 | 第48-49页 |
| 4.3.4 Pd金属在PG,N-PG和C_3N_4二维纳米材料表面的生长机制 | 第49-53页 |
| 4.4 本章小结 | 第53-54页 |
| 5 有机官能团修饰稳定单层二维硅纳米片 | 第54-66页 |
| 5.1 研究背景 | 第54-55页 |
| 5.2 计算方法 | 第55页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第55-65页 |
| 5.3.1 Si_6H_4Ph_2的稳定结构 | 第55-57页 |
| 5.3.2 Si_6H_5Ph_1,Si_6H_4Ph_2,Si_6H_3Ph_3稳定性对比 | 第57页 |
| 5.3.3 Si_6、Si_6H_6、Si_6H_4Ph_2的电子结构 | 第57-60页 |
| 5.3.4 Si_8H_4(C_6H_(13))_4的稳定结构 | 第60-61页 |
| 5.3.5 Si_8H_4(C_6H_(13))_4和Si_8H_4(CH_3)_4的电子结构及变化趋势 | 第61-64页 |
| 5.3.6 二维有机硅纳米片的热稳定性 | 第64-65页 |
| 5.4 本章小结 | 第65-66页 |
| 6 钇稳定氧化锆二维纳米薄膜室温庞氧离子电导特性研究 | 第66-76页 |
| 6.1 研究背景 | 第66-67页 |
| 6.2 计算方法和研究方案 | 第67-68页 |
| 6.2.1 计算方法 | 第67页 |
| 6.2.2 研究方案 | 第67-68页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第68-75页 |
| 6.3.1 结构优化 | 第68-69页 |
| 6.3.2 过渡态搜索 | 第69-71页 |
| 6.3.3 温度效应和薄膜尺寸效应 | 第71-73页 |
| 6.3.4 三明治结构的界面效应 | 第73-75页 |
| 6.4 本章小结 | 第75-76页 |
| 7 硼氮杂化多孔石墨烯可见光转换效率增强研究 | 第76-85页 |
| 7.1 研究背景 | 第76-77页 |
| 7.2 计算方法 | 第77-78页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第78-84页 |
| 7.3.1 几何结构和电子结构 | 第78-81页 |
| 7.3.2 光学性质计算 | 第81-82页 |
| 7.3.3 光学性质调控 | 第82-84页 |
| 7.4 本章小结 | 第84-85页 |
| 本论文主要创新点 | 第85-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-115页 |
| 附录 | 第115-116页 |
