發(fā)布時(shí)間：2018-08-07 13:47

【摘要】：自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,由于其獨(dú)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(dú)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(gè)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(dú)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(shí)驗(yàn)上通過溶膠的方法制備出1.4nm厚度。雖然實(shí)驗(yàn)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(shí)我們深入探討了均勻應(yīng)變對介電常數(shù)實(shí)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(qiáng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2170212