文档介绍：工学硕士学位论文
基于第一性原理的石墨纳米带
和石墨炔的性质研究
FIRST-PRINCIPLESINVESTIGATIONON
THE PROPERTIES OF GRAPHENE
NANORIBBONS AND GRAPHDIYNE
武小一
哈尔滨工业大学
2011 年 6 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
基于第一性原理的石墨纳米带
和石墨炔的性质研究
硕士研究生:武小一
导师:孟庆元教授
学请申位:工学硕士
学科、专业:固体力学
单在所位:航天学院
日辩答期:2011 年 6 月 24 日
授予学位单位:哈尔滨工业大学
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
FIRST-PRINCIPLESINVESTIGATIONON
THE PROPERTIES OF GRAPHENE
NANORIBBONS AND GRAPHDIYNE
Candidate: Wu Xiaoyi
Supervisor: Prof. Meng Qingyuan
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Solid Mechanics
Affiliation: School of Astronautics
Date of Defence: July 24th, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
碳基材料是目前研究的热点,因具有许多特殊的物理性质而具有很大的应
用空间,而能带是物体的基本属性,可以由能带性质得到物体的很多物理性质。
本文对利用分子模拟的方法,对碳基材料的性质进行了研究,主要研究了石墨
纳米带和石墨炔的电子态密度和能带性质。在第二章中主要介绍了基于第一性
原理的密度泛函理论,这是本文计算的理论基础。其三章中介绍了的石墨纳米
带,对于不同类型的石墨带讨论了其几何结构以及其建模方式,对不同类型的
石墨带建立模型并进行了数值计算,总结了其能带性质的规律,并找出了影响
能带性质的因素;之后又针对各种含有缺陷的石墨带进行计算,得到了不同类
型缺陷下的石墨带能带性质,并通过比较总结了各种缺陷对石墨带能带性质的
影响。在第四章中首先介绍了石墨炔,然后对石墨炔以及石墨炔纳米带的性质
进行了计算,得到了不同类型石墨炔的能带性质,并讨论了缺陷对石墨炔性质
的影响。最后对全部的工作进行了总结,并对后续的工作提出了一些想法。
关键词电子态密度;能带;石墨纳米带;石墨炔;分子模拟;密度泛函理论
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Carbon-based materials, as have many special physical properties and great
potential of applications, are now ing the popular field of research. Band is the
basic property of materials by which many properties of materials can be obtained.
This article focuses on the properties of carbon-based material, mainly on the band
property and electronic density of states (DOS) of graphene nanoribbons (GNRs) and
graphdiyne, using molecular simulation. Chapter 2 introduces the density functional
theory based on the first principle, which is the theoretical basis of this paper.
Chapter 3 mainly focuses on GNRs, modeling GNRs of different styles vary from
geometry and boundary shape, and then