基于结构搜索算法的二维材料结构设计及电子结构计算
密度泛函理论论文 二维材料论文 结构搜索论文 二维硼狄拉克材料论文
论文详情
| 摘要 | 第5-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第15-29页 |
| 1.1 二维材料简介及应用前景 | 第15-19页 |
| 1.1.1 二维材料简介 | 第15-16页 |
| 1.1.2 二维材料的相关应用 | 第16-19页 |
| 1.2 结构搜索算法的形成与发展 | 第19-20页 |
| 1.2.1 结构搜索算法的形成 | 第19页 |
| 1.2.2 结构搜索算法的发展 | 第19-20页 |
| 1.3 探究未知二维材料的可用规则 | 第20-22页 |
| 1.3.1 能量最低原理 | 第21页 |
| 1.3.2 电子计数规则 | 第21页 |
| 1.3.3 等电子规则 | 第21-22页 |
| 1.4 理论上评估材料稳定性可用方法 | 第22-25页 |
| 1.4.1 能量计算对比 | 第23-24页 |
| 1.4.2 成键分析 (Electronic Local Function, ELF) | 第24页 |
| 1.4.3 分子动力学模拟（molecular dynamics simulation，MD） | 第24页 |
| 1.4.4 声子谱计算（Phonon spectrum） | 第24页 |
| 1.4.5 合成路线设计 | 第24-25页 |
| 1.5 本文研究内容和目的 | 第25-29页 |
| 第二章 理论基础和计算方法 | 第29-47页 |
| 2.1 引言 | 第29-30页 |
| 2.2 量子力学理论基础 | 第30-32页 |
| 2.2.1 薛定谔方程(Schr?dinger方程) | 第30页 |
| 2.2.2 绝热近似(Born-Oppenheimer近似) | 第30-31页 |
| 2.2.3 单电子近似和Hatree-Forck方法 | 第31-32页 |
| 2.3 密度泛函理论基础 | 第32-36页 |
| 2.3.1 汤姆斯-费米模型(Thomas-Fermi模型) | 第32-33页 |
| 2.3.2 霍恩伯格-科恩定理(Hohenberg-Kohn定理) | 第33页 |
| 2.3.3 科恩-沈吕九方程(Kohn-sham方程) | 第33-35页 |
| 2.3.4 电子与核的相互作用-赝势 (Pseudopotential Method) | 第35-36页 |
| 2.4 交换相关能量泛函 | 第36-38页 |
| 2.4.1 局域梯度近似(LDA) | 第37页 |
| 2.4.2 广义梯度近似(GGA) | 第37-38页 |
| 2.5 布洛赫定理(Bloch定理) | 第38-40页 |
| 2.5.1 布洛赫定理(Bloch定理) | 第38-39页 |
| 2.5.2 布里渊区(BrillouinZone)及k点的选取 | 第39-40页 |
| 2.6 结构搜索算法的分类及最新方法 | 第40-44页 |
| 2.6.1 利用单个起始结构演化探寻势能面的算法 | 第40-42页 |
| 2.6.2 完全随机算法 | 第42-43页 |
| 2.6.3 基于种群思想的进化算法 | 第43-44页 |
| 2.6.4 机器学习 | 第44页 |
| 2.7 常用的结构搜索及第一性原理软件包介绍 | 第44-47页 |
| 2.7.1 维也纳从头算模拟软件包(VASP) | 第45页 |
| 2.7.2 卡利普索软件包(CALYPSO) | 第45-47页 |
| 第三章 一类真正类似石墨烯具有六方晶格和狄拉克点的二维硼同素异形体 | 第47-59页 |
| 3.1 引言 | 第47-48页 |
| 3.2 计算方法 | 第48-49页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第49-57页 |
| 3.3.1 结构与稳定性 | 第49-54页 |
| 3.3.2 电子结构与狄拉克点 | 第54-56页 |
| 3.3.3 与石墨烯类似的硼纳米带结构 | 第56-57页 |
| 3.4 本章小结 | 第57-59页 |
| 第四章 孔隙度作为新的类石墨烯二维材料性质控制因子 | 第59-73页 |
| 4.1 引言 | 第59-60页 |
| 4.2 计算方法 | 第60-62页 |
| 4.3 结果和讨论 | 第62-72页 |
| 4.3.1 孔隙度与形成能的关系 | 第62-67页 |
| 4.3.2 孔隙度与电子结构的关系 | 第67-70页 |
| 4.3.3 一个低孔隙度的石墨烯同素异形体 | 第70-72页 |
| 4.4 本章小结 | 第72-73页 |
| 第五章 α-CNH单层：一个具有电子和光学各向异性的直接宽带隙二维半导体材料 | 第73-83页 |
| 5.1 引言 | 第73-74页 |
| 5.2 计算方法 | 第74页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第74-82页 |
| 5.3.1 结构与稳定性 | 第74-76页 |
| 5.3.2 电子结构与载流子迁移率 | 第76-79页 |
| 5.3.3 多层堆垛与电子结构 | 第79-81页 |
| 5.3.4 光学各向异性 | 第81-82页 |
| 5.4 本章小结 | 第82-83页 |
| 第六章 总结与展望 | 第83-87页 |
| 6.1 总结 | 第83-84页 |
| 6.2 展望 | 第84-87页 |
| 参考文献 | 第87-107页 |
| 作者简介 | 第107-109页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第109-111页 |
| 攻读博士期间发表的程序 | 第111-112页 |
| 致谢 | 第112页 |
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