| 摘要 | 第11-14页 |
| Abstract | 第14-18页 |
| 符号说明 | 第19-20页 |
| 第一章 绪论 | 第20-32页 |
| 1.1 引言 | 第20页 |
| 1.2 二维纳米材料简介 | 第20-22页 |
| 1.3 新型二维异质结 | 第22-24页 |
| 1.3.1 二维纵向异质结 | 第22-23页 |
| 1.3.2 二维横向异质结 | 第23-24页 |
| 1.4 低维金属有机分子材料 | 第24-25页 |
| 1.5 本论文的研究内容 | 第25-27页 |
| 参考文献 | 第27-32页 |
| 第二章 理论方法和计算软件介绍 | 第32-44页 |
| 2.1 多粒子体系薛定谔方程 | 第32-35页 |
| 2.1.1 波恩-奥本海默(BO)绝热近似 | 第32-33页 |
| 2.1.2 Hartree-Fock自洽场方法 | 第33-35页 |
| 2.2 密度泛函理论 | 第35-38页 |
| 2.2.1 Thomas-Fermi模型 | 第35-36页 |
| 2.2.2 Hohenberg-Kohn定理 | 第36-37页 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方程 | 第37-38页 |
| 2.3 交换关联泛函 | 第38-40页 |
| 2.3.1 局域密度近似(LDA) | 第38-39页 |
| 2.3.2 广义梯度近似(GGA) | 第39页 |
| 2.3.3 定域轨道泛函—LDA/GGA+U | 第39-40页 |
| 2.3.4 杂化密度泛函 | 第40页 |
| 2.4 自旋限制与非限制计算 | 第40-41页 |
| 2.5 第一性原理计算软件包 | 第41-42页 |
| 2.5.1 The Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) | 第41页 |
| 2.5.2 Quantum Espresso (QE) | 第41-42页 |
| 2.5.3 Cambridge Serial Total Energy Package (CASTEP) | 第42页 |
| 参考文献 | 第42-44页 |
| 第三章 二维横向异质结体系的理论设计与研究 | 第44-116页 |
| 3.1 石墨烯/六角氮化硼横向异质结的电子结构调控 | 第44-57页 |
| 3.1.1 实验和理论研究背景 | 第44-45页 |
| 3.1.2 计算方法和模型 | 第45-46页 |
| 3.1.3 结果和讨论 | 第46-53页 |
| 3.1.3.1 组分结构变化对横向异质结电子性质的影响 | 第46-51页 |
| 3.1.3.2 应力调控和载流子有效质量 | 第51-53页 |
| 3.1.4 小结 | 第53页 |
| 参考文献 | 第53-57页 |
| 3.2 γ-Graphyne与MSe_2 (M=Mo,W)组建的新型双向异质结体系 | 第57-71页 |
| 3.2.1 实验和理论研究背景 | 第57-58页 |
| 3.2.2 计算方法和模型 | 第58-59页 |
| 3.2.3 结果和讨论 | 第59-66页 |
| 3.2.3.1 吸附构型及其能带结构 | 第59-65页 |
| 3.2.3.2 电子态密度和电荷转移 | 第65-66页 |
| 3.2.4 小结 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-71页 |
| 3.3 砷烯/锑烯构建横向异质结的结构设计及其优良电子特性 | 第71-88页 |
| 3.3.1 实验和理论研究背景 | 第71-72页 |
| 3.3.2 计算方法和模型 | 第72-73页 |
| 3.3.3 结果和讨论 | 第73-83页 |
| 3.3.3.1 结构稳定性 | 第73-76页 |
| 3.3.3.2 能带结构的调控 | 第76-80页 |
| 3.3.3.3 载流子迁移率 | 第80-83页 |
| 3.3.4 小结 | 第83-84页 |
| 参考文献 | 第84-88页 |
| 3.4 拓扑晶态绝缘体横向异质结的研究 | 第88-101页 |
| 3.4.1 实验和理论研究背景 | 第88-89页 |
| 3.4.2 计算方法和模型 | 第89-90页 |
| 3.4.3 结果和讨论 | 第90-97页 |
| 3.4.3.1 结构设计及稳定性 | 第90-93页 |
| 3.4.3.2 自旋轨道耦合作用对能带结构的影响 | 第93-94页 |
| 3.4.3.3 镜像陈数 | 第94-96页 |
| 3.4.3.4 应力引起的拓扑相变 | 第96-97页 |
| 3.4.4 小结 | 第97页 |
| 参考文献 | 第97-101页 |
| 3.5 二维方形过渡金属硫属化合物横向异质结和基底效应的研究 | 第101-116页 |
| 3.5.1 实验和理论研究背景 | 第101-102页 |
| 3.5.2 计算方法和模型 | 第102-103页 |
| 3.5.3 结果和讨论 | 第103-111页 |
| 3.5.3.1 结构设计及形成能 | 第103-105页 |
| 3.5.3.2 热力学及动力学稳定性 | 第105-106页 |
| 3.5.3.3 电子能带结构及应力调控 | 第106-108页 |
| 3.5.3.4 基底效应 | 第108-111页 |
| 3.5.4 小结 | 第111-112页 |
| 参考文献 | 第112-116页 |
| 第四章 新型Mo_2C单层结构作为金属离子电池负极材料的性能研究 | 第116-130页 |
| 4.1 实验和理论研究背景 | 第116-118页 |
| 4.2 计算方法和模型 | 第118-119页 |
| 4.3 结果和讨论 | 第119-125页 |
| 4.3.1 几何构型的稳定性 | 第119-120页 |
| 4.3.2 吸附特性 | 第120-121页 |
| 4.3.3 迁移势垒 | 第121-122页 |
| 4.3.4 电池容量 | 第122-125页 |
| 4.4 小结 | 第125-126页 |
| 参考文献 | 第126-130页 |
| 第五章 新型金属有机分子自旋材料的调控 | 第130-158页 |
| 5.1 二维金属卟啉单层结构的电子自旋性质 | 第130-143页 |
| 5.1.1 实验和理论研究背景 | 第130-132页 |
| 5.1.2 计算方法和模型 | 第132页 |
| 5.1.3 结果和讨论 | 第132-139页 |
| 5.1.3.1 电子结构和磁耦合 | 第133-138页 |
| 5.1.3.2 居里温度 | 第138-139页 |
| 5.1.4 小结 | 第139-140页 |
| 参考文献 | 第140-143页 |
| 5.2 新型有机金属分子链的设计与电子自旋性质的调控 | 第143-158页 |
| 5.2.1 实验和理论研究背景 | 第143-145页 |
| 5.2.2 计算方法和模型 | 第145页 |
| 5.2.3 结果和讨论 | 第145-155页 |
| 5.2.3.1 磁性和居里温度 | 第145-151页 |
| 5.2.3.2 不同相邻过渡金属原子的配置对磁耦合的影响 | 第151-154页 |
| 5.2.3.3 磁耦合机制 | 第154-155页 |
| 5.2.4 小结 | 第155页 |
| 参考文献 | 第155-158页 |
| 第六章 总结与展望 | 第158-162页 |
| 6.1 主要结论与创新点 | 第158-160页 |
| 6.2 展望 | 第160-162页 |
| 致谢 | 第162-164页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录和获奖等情况 | 第164-170页 |
| 1. 发表论文目录 | 第164-166页 |
| 2. 参加的国内外学术会议 | 第166-167页 |
| 3. 获奖情况 | 第167-168页 |
| 4. 参与的科研项目 | 第168-170页 |
| 附录:攻读博士学位期间所发表的英文论文(原文) | 第170-190页 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 | 第190页 |
