收藏本站
《苏州大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二维类石墨烯材料中的化学修饰及性能调制

王宝成  
【摘要】:近年来,二维类石墨烯材料由于其在纳米器件中的应用前景,受到了越来越多的关注。与体材料类似,非本征原子的掺杂和吸附以及缺陷等化学修饰在二维材料中经常自然存在。有目的人为的化学修饰则常常被用于对材料的物理和化学性质进行改进,以便获得更好的器件功能。例如,锯齿型硅烯纳米带(ZSiNRs)具有边缘磁性,适合于硅基自旋电子器件。边缘修饰能增强或多样化其边缘特性。Stone-Wales(SW)缺陷是类石墨烯材料中最常见和重要的拓扑缺陷之一。它们虽然一般会降低材料性质,但同时也可以被用来调制材料的电子能带结构并提升其性质。SW缺陷在二维材料中的存在及稳定性已成为一个非常重要的学术问题。运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的第一性原理方法,本论文中我们研究了磁性元素边缘修饰对扶椅型硅烯纳米带(ASiNR)自旋输运的调控以及含不同价电子元素的二维材料中SW缺陷的稳定性。具体工作分别包括:(1)通过钒和氟原子钝化调控ASiNR中的自旋输运和热电性质。我们采用具有磁性的过渡金属钒和卤族氟原子对ASiNR边缘进行修饰,并设计了三种典型的器件结构。通过对这些两极器件中的不同自旋电子输运的模拟,我们得到它们在不同电极磁化构型(铁磁极化平行FM-P、铁磁极化反平行FM-AP、反铁磁极化平行AFM-P)下的电子透射谱。结果表明这些器件具有自旋过滤和巨磁阻效应。其中,在电极反铁磁构型(AFM)下,当温度处于50?T?150K时,其中一个系统表现出较好的自旋热电效应。(2)我们考虑SW缺陷在二维晶体平面内的形成路径,选择含IV、V及VI族元素的典型二维类石墨烯材料,通过计算形成路径上的动能与势能变化讨论了SW缺陷的稳定性以及这些元素掺杂的影响。结果表明:SW缺陷很容易在IV族材料中形成;在V族材料中SW缺陷的几何结构可能会稍微有所变化,同时稳定性降低;在含VI族元素的晶体中则难以形成SW缺陷。在IV和V族材料中,VI族元素的替换掺杂可能会有助于消除SW缺陷。这些结果使我们获得了不同价电子元素对SW缺陷稳定性影响的初步认识,并可能为未来二维材料器件的设计和应用提供一定的实用信息。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O469

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究进展[J];现代物理知识;2009年04期
2 傅强;包信和;;石墨烯的化学研究进展[J];科学通报;2009年18期
3 万勇;马廷灿;冯瑞华;黄健;潘懿;;石墨烯国际发展态势分析[J];科学观察;2010年03期
4 李宗红;;石墨烯——二维碳的奇妙世界[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2010年04期
5 常艳丽;陈胜;曹傲能;;压力促进氧化石墨烯水热还原反应的机理[J];上海大学学报(自然科学版);2010年06期
6 李娜;;石墨烯取代硅,前景预测被批乐观[J];科技导报;2011年16期
7 刘霞;;神奇材料石墨烯[J];今日科苑;2011年14期
8 张文毓;全识俊;;石墨烯应用研究进展[J];传感器世界;2011年05期
9 刘霞;;石墨烯:硅的“终结者”?[J];发明与创新(综合科技);2011年09期
10 ;科学家观察到石墨烯内电子间相互作用[J];黑龙江科技信息;2011年27期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 成会明;;石墨烯的制备与应用探索[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 钱文;郝瑞;侯仰龙;;液相剥离制备高质量石墨烯及其功能化[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
3 张甲;胡平安;王振龙;李乐;;石墨烯制备技术与应用研究的最新进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
4 赵东林;白利忠;谢卫刚;沈曾民;;石墨烯的制备及其微波吸收性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
5 沈志刚;李金芝;易敏;;射流空化方法制备石墨烯研究[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
6 王冕;钱林茂;;石墨烯的微观摩擦行为研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
7 赵福刚;李维实;;树枝状结构功能化石墨烯[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 吴孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 周震;;后石墨烯和无机石墨烯材料:计算与实验的结合[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
10 周琳;周璐珊;李波;吴迪;彭海琳;刘忠范;;石墨烯光化学修饰及尺寸效应研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姚耀;石墨烯研究取得系列进展[N];中国化工报;2009年
2 刘霞;韩用石墨烯制造出柔性透明触摸屏[N];科技日报;2010年
3 记者 王艳红;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新华每日电讯;2010年
4 本报记者 李好宇 张芃捷(实习) 特约记者 李季;石墨烯未来应用的十大猜想[N];电脑报;2010年
5 证券时报记者 向南;石墨烯贵过黄金15倍 生产不易炒作先行[N];证券时报;2010年
6 本报特约撰稿 吴康迪;石墨烯 何以结缘诺贝尔奖[N];计算机世界;2010年
7 记者 谢荣 通讯员 夏永祥 陈海泉 张光杰;石墨烯在泰实现产业化[N];泰州日报;2010年
8 本报记者 纪爱玲;石墨烯:市场未启 炒作先行[N];中国高新技术产业导报;2011年
9 周科竞;再说石墨烯的是与非[N];北京商报;2011年
10 王小龙;新型石墨烯材料薄如纸硬如钢[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕敏;双层石墨烯的电和磁响应[D];中国科学技术大学;2011年
2 罗大超;化学修饰石墨烯的分离与评价[D];北京化工大学;2011年
3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修饰[D];北京化工大学;2012年
4 王崇;石墨烯中缺陷修复机理的理论研究[D];吉林大学;2013年
5 盛凯旋;石墨烯组装体的制备及其电化学应用研究[D];清华大学;2013年
6 姜丽丽;石墨烯及其复合薄膜在电极材料中的研究[D];西南交通大学;2015年
7 姚成立;多级结构石墨烯/无机非金属复合材料的仿生合成及机理研究[D];安徽大学;2015年
8 伊丁;石墨烯吸附与自旋极化的第一性原理研究[D];山东大学;2015年
9 梁巍;基于石墨烯的氧还原电催化剂的理论计算研究[D];武汉大学;2014年
10 王义;石墨烯的模板导向制备及在电化学储能和肿瘤靶向诊疗方面的应用[D];复旦大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 詹晓伟;碳化硅外延石墨烯以及分子动力学模拟研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 王晨;石墨烯的微观结构及其对电化学性能的影响[D];北京化工大学;2011年
3 苗伟;石墨烯制备及其缺陷研究[D];西北大学;2011年
4 蔡宇凯;一种新型结构的石墨烯纳米器件的研究[D];南京邮电大学;2012年
5 金丽玲;功能化石墨烯的酶学效应研究[D];苏州大学;2012年
6 黄凌燕;石墨烯拉伸性能与尺度效应的研究[D];华南理工大学;2012年
7 刘汝盟;石墨烯热振动分析[D];南京航空航天大学;2012年
8 雷军;碳化硅上石墨烯的制备与表征[D];西安电子科技大学;2012年
9 于金海;石墨烯的非共价功能化修饰及载药系统研究[D];青岛科技大学;2012年
10 李晶;高分散性石墨烯的制备[D];上海交通大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026