發(fā)布時間：2018-08-07 13:47

【摘要】：自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,由于其獨特的幾何結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理的性能,越來越受科研界的關(guān)注。本征結(jié)構(gòu)的石墨烯帶隙為零,科學(xué)家用物理方法施加應(yīng)變使其能隙打開,或者通過化學(xué)方法摻雜其它原子來得到有帶隙的石墨烯。還有通過改變石墨烯的維度,將兩維的石墨烯剪切成一維的石墨帶,來調(diào)節(jié)其電子結(jié)構(gòu),磁學(xué)和光學(xué)性質(zhì)。由于二維納米結(jié)構(gòu)的獨特性及石墨烯零帶隙的問題,尋找及研究類似石墨烯的具有非零帶隙的二維結(jié)構(gòu)是現(xiàn)如今非常熱門的一個研究課題。通過近幾年科學(xué)家的不斷努力,類石墨烯的二維及一維體系不斷的被發(fā)現(xiàn)。其中包括過金渡屬氧化物,II-VI族化合物,III-V族化合物等。CdSe作為II-VI族中一種重要的直接躍遷、較寬禁帶的半導(dǎo)體材料,具有獨特的物理和化學(xué)性能,并已成功應(yīng)用于光放大器、太陽能電池、光電器件、生物熒光標(biāo)記等。在過去幾十年科研界致力尋找的二維結(jié)構(gòu)的硒化鎘納米片已經(jīng)在實驗上通過溶膠的方法制備出1.4nm厚度。雖然實驗已經(jīng)制備出一定厚度Cd Se納米片,但是對單層二維及一維Cd Se納米片/納米帶的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)的研究還比較少。本論文的主要研究內(nèi)容如下:1.基于密度泛函理論的第一性原理,研究了二維硒化鎘納米片在均勻應(yīng)變下對電子結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明硒化鎘納米片的帶隙隨應(yīng)變增加而減小。同時我們深入探討了均勻應(yīng)變對介電常數(shù)實部、虛部,光學(xué)常數(shù)中的折射系數(shù)、消光系數(shù)影響。研究中發(fā)現(xiàn),介電常數(shù)虛部在應(yīng)力增加的情況下峰值發(fā)生了紅移,該紅移現(xiàn)象同樣發(fā)生在消光系數(shù)上。另外還研究了硒化鎘納米片的反射系數(shù)、吸收系數(shù)、能量損耗系數(shù)。2.基于密度泛函理論的第一性原理,研究了鋸齒型和扶手型的硒化鎘納米帶在不同寬度和在氫原子鈍化與不鈍化下的電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)扶手型硒化鎘納米帶的帶隙隨寬度增加單調(diào)遞減,表現(xiàn)為直接帶隙半導(dǎo)體。而鋸齒型硒化鎘納米帶表現(xiàn)為具有磁性并表現(xiàn)為金屬性質(zhì),其磁性在氫鈍化下變?yōu)榱恪?.基于密度泛函理論的第一性原理,研究軸向應(yīng)變對硒化鎘納米帶的結(jié)構(gòu),電學(xué),磁學(xué)性質(zhì)的影響并探究了扶手型和鋸齒型的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)變對硒化鎘納米帶的幾何結(jié)構(gòu),電子結(jié)構(gòu),磁學(xué)性質(zhì)都很強的影響。通過結(jié)合能分析發(fā)現(xiàn)扶手型硒化鎘納米帶比鋸齒型硒化鎘納米帶穩(wěn)定。
[Abstract]:Since its discovery, graphene has attracted more and more attention due to its unique geometric structure and excellent physical properties. The band gap of graphene with intrinsic structure is zero. Scientists applied strain to open the band gap by physical method, or doped other atoms by chemical method to obtain graphene with band gap. By changing the dimension of graphene, two dimensional graphene is cut into one dimensional graphite band to adjust its electronic structure, magnetic and optical properties. Due to the uniqueness of two-dimensional nanostructures and the problem of zero-band gap of graphene, it is a very hot research topic to find and study two-dimensional structures with non-zero band gap similar to graphene. Through the continuous efforts of scientists in recent years, graphene-like two-dimensional and one-dimensional systems have been found. As an important direct transition and wide band gap semiconductor material in the II-VI family, CdSe has unique physical and chemical properties and has been successfully used in optical amplifiers. Solar cells, photovoltaic devices, bioluminescence labeling, etc. In the past few decades, the two-dimensional structure of cadmium selenide nanocrystalline has been experimentally prepared by sol method for the thickness of 1.4nm. Although a certain thickness of CD se nanocrystals has been prepared by experiments, the optical and magnetic properties of the monolayer and one-dimensional CD se nanocrystals / nanobelts have not been studied. The main contents of this thesis are as follows: 1. Based on the first principle of density functional theory, the effect of two-dimensional cadmium selenide nanoparticles on electronic structure under uniform strain is studied. The results show that the band gap of cadmium selenide nanoparticles decreases with the increase of strain. At the same time, the effect of uniform strain on the refraction coefficient and extinction coefficient in the real, imaginary and optical constants of dielectric constant is discussed. It is found that the peak value of the imaginary part of the dielectric constant is redshift when the stress increases, and the red shift also occurs in the extinction coefficient. In addition, the reflection coefficient, absorption coefficient and energy loss coefficient of cadmium selenide nanocrystals were studied. Based on the first principle of density functional theory, the electronic structure and magnetic properties of sawtooth and armrest cadmium selenide nanoribbons at different widths and under the condition of hydrogen atom passivation and non-passivation are studied. It is found that the band gap of the armrest type cadmium selenide nanoribbons decreases monotonously with the increase of the width, and appears to be a direct band gap semiconductor. However, the zigzag cadmium selenide nanoribbons exhibit magnetic properties and metal properties. The magnetic properties of the zigzag CDs nanoribbons change to zero. 3 under hydrogen passivation. Based on the first principle of density functional theory, the effects of axial strain on the structure, electrical and magnetic properties of cadmium selenide nanoribbons are studied, and the stability of armrest and sawtooth type is investigated. It is found that the strain has a strong effect on the geometrical structure, electronic structure and magnetic properties of cadmium selenide nanoribbons. Through the analysis of binding energy, it is found that the armrest cadmium selenide nanobelts are more stable than the serrated cadmium selenide nanoliths.
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曹鈺華;崔樹茂;劉軻;楊志懋;;單原子層二維碳片的獨特性質(zhì)與應(yīng)用前景展望[J];材料導(dǎo)報;2008年01期

2 王偉;岳工舒;楊曉;張露;張婷;;Quantum simulation study of double gate hetero gate dielectric and LDD doping graphene nanoribbon p i n tunneling FETs[J];Journal of Semiconductors;2014年06期

3 樊志敏;鄭玉嬰;曹寧寧;張延兵;;氧化石墨烯納米帶/TPU復(fù)合材料薄膜制備及性能表征[J];功能材料;2015年03期

4 王冬堯;朱臻宇;柴逸峰;;藥物分析(國外期刊)[J];分析試驗室;2015年01期

5 Xiang-Fen Jiang;Qunhong Weng;Xue-Bin Wang;Xia Li;Jun Zhang;Dmitri Golberg;Yoshio Bando;;Recent Progress on Fabrications and Applications of Boron Nitride Nanomaterials:A Review[J];Journal of Materials Science & Technology;2015年06期

6 Qifang Yin;Xinghua Shi;;Energy barrier for configurational transformation of graphene nanoribbon on nanotube[J];Theoretical & Applied Mechanics Letters;2014年04期

7 廖文虎;郭俊吉;;邊緣摻雜對應(yīng)力作用下鋸齒型石墨烯納米帶I-V特性的影響[J];湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報;2012年06期

8 廖文虎;郭俊吉;;扶手椅型石墨烯納米帶輸運性質(zhì)的應(yīng)變調(diào)控——以微小應(yīng)變作用為例[J];吉首大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年06期

9 王偉;高健;張婷;張露;李娜;楊曉;岳工舒;;三材料線性摻雜石墨烯納米條帶場效應(yīng)管性能(英文)[J];計算物理;2015年01期

10 何家洪;徐強;丁武泉;李強;;L-組氨酸-赤蘚紅復(fù)合膜修飾電極同時檢測對苯二酚、鄰苯二酚[J];環(huán)境科學(xué);2015年04期

相關(guān)會議論文 前1條

1 張平;楊宇;孫博;趙憲庚;;钚氧化物特性的第一性原理研究進展[A];中國工程物理研究院科技年報(2012年版)[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 周本胡;石墨烯及其納米帶電磁輸運性質(zhì)研究[D];湖南師范大學(xué);2011年

2 謝月娥;石墨烯納米結(jié)構(gòu)電子輸運的調(diào)制[D];湘潭大學(xué);2011年

3 王春;納米金剛石、碳納米管、石墨烯性能的第一原理研究[D];吉林大學(xué);2009年

4 李海東;石墨烯納米結(jié)構(gòu)中的電子輸運性質(zhì)[D];吉林大學(xué);2009年

5 Francis Ngigi Kariuki;[D];吉林大學(xué);2009年

6 屈超群;納米錐和石墨烯性能的第一原理研究[D];吉林大學(xué);2010年

7 袁建輝;石墨烯中的電子及其輸運性質(zhì)的研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 王歡;還原氧化石墨烯及氧化石墨烯/ZnO復(fù)合物的制備及其光、電性能研究[D];吉林大學(xué);2012年

9 叢楊;形變對石墨烯的電子性質(zhì)及輸運性質(zhì)的影響[D];重慶大學(xué);2012年

10 閆從華;低維納米結(jié)構(gòu)中微弱光電信號傳輸?shù)幕�本物理問題[D];西南交通大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊琳;鐵磁石墨烯結(jié)中應(yīng)力可調(diào)的自旋輸運[D];大連理工大學(xué);2011年

2 張迷;石墨烯納米條帶電子輸運性質(zhì)的調(diào)制[D];湘潭大學(xué);2011年

3 龔一楊;電磁調(diào)制單層石墨烯體系中的電子輸運性質(zhì)[D];清華大學(xué);2010年

4 吳婷婷;基于石墨烯納米結(jié)構(gòu)的電子自旋輸運性質(zhì)研究[D];浙江師范大學(xué);2011年

5 王博琳;銅鎳合金為襯底化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

6 游鴻強;Graphene體系中的隧穿效應(yīng)[D];浙江大學(xué);2012年

7 劉倩;基于單壁碳納米管和單層石墨的有機光伏電池的研究[D];天津理工大學(xué);2008年

8 韋勇;拉力調(diào)控下石墨烯電子性質(zhì)的理論研究[D];浙江師范大學(xué);2009年

9 孫永燦;缺陷與雜質(zhì)對In在graphene上吸附影響的研究[D];河南師范大學(xué);2009年

10 呂偉;石墨烯的低溫制備及電化學(xué)性質(zhì)研究[D];天津大學(xué);2009年

，

本文編號：2170212