第一性原理研究氣體分子吸附Stanene和SnS2氣敏特性.pdf

1、單位代碼10476學(xué)號(hào)1502183032分類(lèi)號(hào)0469㈣㈣“河躺瓢大學(xué)河南衙琴厶大學(xué)碩士學(xué)位論文’第一性原理研究氣體分子吸附Stanene和SnS2氣敏特性學(xué)科、專(zhuān)業(yè)；物理學(xué)、凝聚態(tài)物理研究方向：二維半導(dǎo)體糍理申請(qǐng)學(xué)位類(lèi)別：理學(xué)碩士串請(qǐng)人：趙汝孟指導(dǎo)教師：王夭興蟊《教授夏從新副教授二。一八年五月摘要2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家成功從石墨中分離出石墨烯以來(lái)，二維石墨烯和類(lèi)石墨烯納米材料關(guān)注度增加，且由于其優(yōu)異的物理性能使得更多的

2、類(lèi)石墨烯二維納米材料被國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者廣泛關(guān)注研究。繼而被應(yīng)用于太陽(yáng)能電池和發(fā)光二極管等相關(guān)的物理化學(xué)光電領(lǐng)域。本論文主要采用基于密度泛函理論(densityfunctionaltheoryDFT)的ViennaAb—initioSimulationPackage(VASP)程序包通過(guò)第一性原理計(jì)算方法來(lái)研究空氣中常見(jiàn)的小氣體分子(co、H20、NU3、NO、N021吸附二維納米材料錫烯(Stanene)、二硫化錫(SnS2)單層及多層的

3、氣敏性質(zhì)，并利用外界因素如施加電場(chǎng)及雙軸應(yīng)變來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)材料氣體敏感響應(yīng)性質(zhì)的影響，其研究結(jié)果主要通過(guò)以下方面進(jìn)行簡(jiǎn)述：(1)對(duì)于小氣體分子吸附Stanene單層的氣敏性質(zhì)探究，計(jì)算結(jié)果表明，H20、NI13和CO分子物理吸附于錫烯單層上，而NO和N02分子吸附在Stanene上有相當(dāng)大的電荷轉(zhuǎn)移和較大的吸附能，Sn原子和O原子形成較為穩(wěn)固的共價(jià)鍵(SnO)，因此屬于化學(xué)吸附。此外，小分子吸附錫烯單層的帶隙在加入自旋軌道耦合(soc)計(jì)算后

4、可以得到有效的調(diào)節(jié)。特別地是，研究結(jié)果還表明，當(dāng)外界因素雙軸應(yīng)變和電場(chǎng)應(yīng)用施加后，小分子和吸附體系之間的吸附能量和電荷轉(zhuǎn)移在層間發(fā)生明顯的變化，這表明在Stanene單層上，外部因素在氣敏材料探測(cè)方面可優(yōu)先選擇。這些結(jié)果意味著以sn為基底的二維納米材料可作為優(yōu)良的氣體傳感器。(2)對(duì)于小氣體分子吸附于s空穴SnS2單層的氣敏性質(zhì)的探究，利用第一原理模擬，研究了小氣體分子(co、H20、NH3、NO、N02)吸附在S空位SnS2單層上的電