二維納米材料缺陷穩(wěn)定性的理論研究.pdf

1、與體材料相比，二維納米材料具有較大的表面積且存在著量子效應(yīng)，使其具有許多獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)以及熱學(xué)特性。這些特性使得二維納米材料在納米電子、光電子器件等集成線路和功能性元件的構(gòu)筑中起著非常重要的作用。所以，二維納米材料已成為當(dāng)前納米科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。實(shí)驗(yàn)中制備得到的納米材料并不總是十分完美，不可避免的會(huì)存在各種各樣的缺陷，它們的存在對材料的性能有著很大的影響，因此對納米材料中缺陷的研究就尤為必要。本文基于第一性原理和分子動(dòng)力學(xué)

2、方法，系統(tǒng)的研究了石墨烯和單層氮化硼中原子空位缺陷及其邊界的穩(wěn)定性。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)采用密度泛函緊束縛勢方法對Ni6團(tuán)簇剪裁有缺陷的石墨烯進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)模擬。結(jié)果表明:(i)Ni6團(tuán)簇的存在使得缺陷變得不穩(wěn)定，缺陷周圍原子更容易被侵蝕出來，其中，Ni6團(tuán)簇起“橋梁”作用;(ii)與扶手椅型邊界相比，鋸齒型邊界缺陷的周圍原子不容易失去，鋸齒型邊界更穩(wěn)定;(iii)不管是哪種邊界的缺陷，Ni6團(tuán)簇最終都沿著鋸齒方向切割

3、石墨烯。
　　 (2)采用密度泛函理論對單層氮化硼中不同尺度的多原子空位缺陷(V1-V12)的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:(i)由不同結(jié)構(gòu)下的形成能得到，除了V5、V6和V12，對稱性結(jié)構(gòu)的缺陷最穩(wěn)定;(ii)由V1～V12的離解能發(fā)現(xiàn)，離解能的數(shù)值隨缺陷尺度的變化呈現(xiàn)出峰值和谷底的分布，n為偶數(shù)時(shí)離解能為峰值，n為奇數(shù)時(shí)離解能為谷底，這一現(xiàn)象說明單層氮化硼同樣存在幻數(shù)效應(yīng)，與石墨烯類似;(iii)利用回歸分析方法對缺陷的離解能