| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 二维材料简介 | 第22-40页 |
| 1.1 二维材料的制备 | 第22-27页 |
| 1.1.1 自上而下制备:机械剥离 | 第22-24页 |
| 1.1.2 自下而上制备:薄膜材料的外延生长 | 第24-25页 |
| 1.1.3 自下而上制备:二维材料的外延生长 | 第25-26页 |
| 1.1.4 其他制备方法 | 第26-27页 |
| 1.2 二维材料的结构 | 第27-31页 |
| 1.2.1 二维材料数据库 | 第27-28页 |
| 1.2.2 二维材料异质结 | 第28-29页 |
| 1.2.3 摩尔纹(Moire pattern) | 第29-31页 |
| 1.3 二维材料的性质以及功能材料设计 | 第31-39页 |
| 1.3.1 电子学性质 | 第31-33页 |
| 1.3.2 化学性质 | 第33-34页 |
| 1.3.3 磁性与自旋半金属 | 第34-35页 |
| 1.3.4 功能材料设计 | 第35-39页 |
| 1.4 总结与本文的研究重点 | 第39-40页 |
| 第2章 第一性原理计算 | 第40-51页 |
| 2.1 引言 | 第40-41页 |
| 2.2 波恩-奥本海默近似(Born-Oppenheimer Approximation) | 第41-42页 |
| 2.3 单电子近似 | 第42页 |
| 2.4 Hartree-Fock方程 | 第42-43页 |
| 2.5 密度泛函理论 | 第43-46页 |
| 2.6 计算模拟方法 | 第46-51页 |
| 2.6.1 声子振动能谱的计算 | 第47-48页 |
| 2.6.2 过渡态计算 | 第48-50页 |
| 2.6.3 分子动力学模拟 | 第50-51页 |
| 第3章 单层蓝磷的生长机理 | 第51-63页 |
| 3.1 背景介绍和研究动机 | 第51-52页 |
| 3.2 计算方法与结构 | 第52-54页 |
| 3.3 计算结果与主要结论 | 第54-61页 |
| 3.3.1 结构稳定性 | 第54-56页 |
| 3.3.2 磷原子在GaN(0001)衬底上的吸附行为 | 第56-58页 |
| 3.3.3 半层半层生长新模式 | 第58-61页 |
| 3.4 小结 | 第61-63页 |
| 第4章 在富勒烯分子超结构中实现拓扑绝缘态 | 第63-78页 |
| 4.1 背景介绍和研究动机 | 第63-65页 |
| 4.2 计算方法与结构 | 第65-68页 |
| 4.3 二维拓扑绝缘体-量子自旋霍尔效应 | 第68-73页 |
| 4.3.1 狄拉克锥型电子结构 | 第68-70页 |
| 4.3.2 Z_2拓扑绝缘体 | 第70页 |
| 4.3.3 拓扑边缘态 | 第70-71页 |
| 4.3.4 边界结构对拓扑边缘态的影响 | 第71-73页 |
| 4.4 基于能谷的电子拓扑态 | 第73-76页 |
| 4.4.1 狄拉克电子的能谷 | 第73-74页 |
| 4.4.2 能谷的陈数与拓扑态 | 第74-75页 |
| 4.4.3 能谷拓扑边缘态 | 第75-76页 |
| 4.5 讨论与实验建议 | 第76-77页 |
| 4.6 小结 | 第77-78页 |
| 第5章 面内异质结中的自旋半金属 | 第78-92页 |
| 5.1 背景介绍和研究动机 | 第78-81页 |
| 5.2 异质结拼接方式与应力能 | 第81-84页 |
| 5.3 自旋半金属性的增强 | 第84-88页 |
| 5.4 超交换作用的增强 | 第88-89页 |
| 5.5 实验建议与讨论 | 第89-90页 |
| 5.6 小结 | 第90-92页 |
| 第6章 垂直异质结中的性能调控 | 第92-110页 |
| 6.1 石墨烯-拓扑绝缘体异质结 | 第92-99页 |
| 6.1.1 背景介绍和研究动机 | 第92-93页 |
| 6.1.2 计算方法与结构 | 第93-94页 |
| 6.1.3 自旋轨道耦合作用 | 第94-96页 |
| 6.1.4 Kelule效应 | 第96-97页 |
| 6.1.5 Kelule效应与量子尺寸效应 | 第97-99页 |
| 6.2 石墨烯-金属异质结的氢催化 | 第99-105页 |
| 6.2.1 背景介绍和研究动机 | 第99页 |
| 6.2.2 计算方法与结构 | 第99-100页 |
| 6.2.3 金属表面的吸附氢原子自由能 | 第100-102页 |
| 6.2.4 石墨烯金属异质结中的受限催化 | 第102-103页 |
| 6.2.5 讨论与结论 | 第103-105页 |
| 6.3 拓扑绝缘体异质结的氢催化 | 第105-110页 |
| 6.3.1 背景介绍和研究动机 | 第105页 |
| 6.3.2 计算方法与结构 | 第105-106页 |
| 6.3.3 Bi_2Se_3表面氢原子吸附 | 第106-107页 |
| 6.3.4 异质结上氢原子吸附 | 第107-110页 |
| 第7章 总结与展望 | 第110-113页 |
| 参考文献 | 第113-128页 |
| 致谢 | 第128-130页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第130-132页 |