【摘要】本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，以单层和双层二硫化钼（MoS2）为研究对象，系统研究了类石墨烯MoS2表面吸附和层间掺杂过渡金属原子后系统的结构、电子性质和磁性行为，为类石墨烯MoS2在自旋电子器件方面的潜在应用提供理论基础。同时我们还探讨了单层MoS2在六角氮化硼（h-BN）调制作用下能带结构发生的变化，研究结果表明不同层数的h-BN能够对单层MoS2提供不同的晶格应变从而 […]

【摘要】二维材料是指具有零点几到几个纳米厚度(原子或者分子层厚度的尺度)和相对于厚度“无限平面”尺寸的纳米薄膜,也可以被称作二维原子薄膜,是迄今为止最薄的功能纳米材料。这种体系由于电子限制在二维方向上运动,会具有一些独特的力、热、电、光的性质,从而使其在未来几年或十几年内都将成为物理、化学、生物等领域研究的热点,并且在能源转换、生物催化、柔性电子器件、感应器等领域有着无限可能的应用。近年来,在石墨 […]

【摘要】纳米材料是当今科学研究的一个热点。由于具有独特的结构和优良的物理、化学性质,纳米材料在信息、能源等众多领域具有重要的应用价值。多年来受到科学工作者们的广泛关注。其中最为突出的纳米材料当属由碳原子以sp2杂化轨道组成六角蜂窝状晶格的平面薄膜——石墨烯,其表现出了超高电子迁移率、极高的机械强度、量子霍尔效应等奇异的物理与化学特性。石墨烯的这些优异性质极大的激发了学术界和工业界科研人员的工作热情 […]

【摘要】镍基单晶高温合金具有优良的高温性能,是目前制造先进航空发动机和燃气轮机叶片的关键材料。随着镍基单晶高温合金的开发,通过添加大量的难熔元素来提高高温合金强度。然而,由于合金呈现很高的过饱和度,增大了拓扑密排相(TCP相)的析出倾向。TCP相的析出不仅消耗了大量的固溶强化元素,往往也作为裂纹的发源地和裂纹迅速扩展的通道,导致单晶高温合金的持久寿命降低,塑性和韧性明显恶化,严重地影响了合金的高温 […]

【摘要】摘要：本文首先简要地概述了石墨烯的研究现状,扼要地阐述了基于非平衡态格林函数方法与密度泛函理论的第一性原理计算方法。以此为基础,系统地研究了几种典型的形变和缺陷对石墨烯电子学性质的影响。研究发现了非常有趣、极具新颖的一些规律特点,并结合恰当的理论,从物理本质上对每个规律特点的形成机制逐一给出了合理的解释。具体来讲,得到了以下创新性成果：首先发现了卷曲形变石墨烯纳米带电子结构的变化规律：锯齿 […]

【摘要】碳,作为构成地球上生命的基本元素,以其独特的sp、sp2和sp3杂化方式和多变的成键形式,形成了琳琅满目的碳家族。我们熟知的石墨和金刚石拥有其它材料无法替代的优异性能,在机械加工、功能元器件和日常生活各方面发挥着重要作用。长期以来,一直是科学家们研究的重点对象。随着科学和技术的进步,特别是理论和实验的有效结合,新型的碳材料层出不穷,他们一次又一次以其新奇的物性持续吸引着人们的关注。经过多年 […]

【摘要】环境问题和能源问题是21世纪人类可持续发展面临的两大挑战。能利用洁净太阳能资源的半导体光催化技术成为应对这两大挑战的重要手段之一。本论文针对半导体光催化技术实际研究中存在的问题,以半导体能带工程为指导思想,以设计及合成高效可见光催化材料为研究目标,采用理论和实验相结合的研究手段,一方面利用共掺杂对间的电荷补偿效应对宽禁带半导体光催化材料进行改性修饰,探索共掺杂对宽禁带半导体材料能带结构剪裁 […]

【摘要】非对称中心结构晶体材料由于其在空间对称性上的特殊性从而在宏观上呈现出一系列物理现象,例如压电效应、铁电效应、倍频效应等。为了进一步扩展该类材料的实际应用,理论和实验工作者从事了大量相关的研究以改进材料的性能。但之前的研究工作大都集中在材料的电学、磁学、光学等方面,建立了相关性能和微观基元的构效关系,而对材料应用关系密切的晶格动力学性质则研究较少,对影响晶格动力学行为的关键功能基元了解不多。 […]

【摘要】随着现代工业技术的迅猛发展，铁磁性金属材料在建筑、航空航天、能源、运输等领域得到了广泛的应用。金属构件在使用过程中，局部区域的应力集中使其机械强度大幅度下降，容易引起突发性事故。因此应力检测对金属构件的安全运行有着重要的意义。金属磁记忆检测技术作为一种新兴的无损检测技术已经在很多领域得到了较为成功的应用，其可以有效地检测铁磁性金属构件的微观损伤，具有诊断速度快、操作简单、价格低廉等优势。但 […]

【摘要】近年来,随着纳米技术和原子操控技术的快速发展,人们发现在纳米尺度下材料具有完全不同于块体材料的奇异电学、热学和热电性质。这些奇异性质吸引了越来越多的实验和理论工作者的关注。本论文利用第一性原理与非平衡格林函数相结合的方法系统研究了石墨烯纳米带中的热电性质及其调控。主要内容如下：首先,我们利用第一性原理与非平衡格林函数相结合的方法,研究了5-7缺陷对(PHD)对石墨烯纳米带热输运性质的影响。 […]