【摘 要】
：
自石墨烯被发现以来,二维材料因其奇异的性质与极大的发展前景受到研究者的广泛关注。实验上已制备诸多二维材料,但是各自均有局限性,其应用领域和范围受到很大程度的限制。因此,迫切需要设计和研发结构独特,稳定性高,性能优异的新型多功能二维材料。本文基于第一性原理,对新型二维过渡金属硼烯CrB7和MnB7进行了结构及性质的系统性研究,主要研究内容如下:（1）基于遗传算法和密度泛函理论,我们对新型二维CrB7
论文部分内容阅读
自石墨烯被发现以来,二维材料因其奇异的性质与极大的发展前景受到研究者的广泛关注。实验上已制备诸多二维材料,但是各自均有局限性,其应用领域和范围受到很大程度的限制。因此,迫切需要设计和研发结构独特,稳定性高,性能优异的新型多功能二维材料。本文基于第一性原理,对新型二维过渡金属硼烯CrB7和MnB7进行了结构及性质的系统性研究,主要研究内容如下:（1）基于遗传算法和密度泛函理论,我们对新型二维CrB7纳米片进行全局结构搜索,预测出五种稳定的低能异构体,按照能量从低到高依次命名为α,β,γ,δ及ε。声子色散谱和分子动力学模拟结果表明二维CrB7纳米片在晶格动力学及热力学上能稳定存在。α,β及γ纳米片的几何构型较为独特,均包含连体三明治构型,这与以往报道的任何二维材料构型不同。我们主要进行了化学键分析,电子结构和力学性能的研究。其中α,γ,δ及ε纳米片具有金属性,而β纳米片为具有直接带隙的半导体（～0.8e V）,上述五种低能异构体均具有磁性。二维CrB7纳米片成分原子间较强的相互作用使其拥有良好的力学性能。α纳米片的面内杨氏模量（371.7 N/m）和泊松比（0.147）均优于石墨烯的力学性能（340 N/m,0.173）,而β,γ和δ纳米片的力学性能则与石墨烯相当,其中ε纳米片在特定方向具有负的泊松比。在施加双轴应变下,α,β和γ纳米片的晶格动力学稳定区间分别为-4%～（10）9%,-3%～（10）7%和-2%～（10）7%。此外,α,β和γ纳米片的能带结构能在应变下进行调控。（2）对二维MnB7纳米片进行全局结构搜索,我们找到了丰富多样的二维MnB7纳米片。文中主要对二维MnB7-n（n=1,2,3,,10）纳米片进行了结构与性质的研究。二维MnB7纳米片中过渡金属Mn原子具有丰富的配位数（3,4,7,8,10,12,13,14）。在几何构型上具有连体特征的有MnB7-n（n=1,3,4,6,8,10）纳米片。二维MnB7-n（n=1,2,3,,10）纳米片具有较高的热力学稳定性,均能在1000 K以上的温度下稳定存在,模拟时长为10 ps。自旋极化电子结构表明,二维MnB7-n（n=1,3,4,7,9）纳米片均为反铁磁金属,而MnB7-n（n=2,5,6,8,10）为铁磁金属。此外,MnB7-n（n=1,2,3,,10）纳米片的力学性能与石墨烯的力学性能相当。二维MnB7纳米片有望成为自旋纳米片。我们首次发现具有连体三明治构型的二维过渡金属硼烯。二维CrB7,MnB7纳米片的高稳定性及优异性能使其有望在纳米电子器件中得到应用。
其他文献
新兴领域如新能源技术、电动汽车和智能电网的飞速发展对储能器件的各项性能提出了更高的要求。液态锂离子电池具有循环性能好、自放电小等优点,但是其成本高、安全性差和能量密度低的缺点阻碍了其在新兴领域中的应用。钠离子电池的成本低于锂离子电池,这使其在大型储能领域更有优势,但是液态钠离子电池同样存在自燃和电解液泄露的危险。采用固体电解质代替有机电解液可以解决锂离子电池和钠离子电池的安全问题,同时提高其理论能
随着智能制造进程的推进,工业机器人已经成为了新一代工业生产的核心力量。受自身结构影响,传统单臂机器人无法完成复杂的工作任务,限制了自身的发挥空间。为了使工业机器人拥有更高的工作效率、完成更复杂的生产工作,双臂机器人应运而生,与此同时,双臂协同控制技术也得到了研究人员的广泛重视。本文提出了一种双臂协同控制方案,该方案结合了物体识别定位、碰撞检测以及自适应遗传算法,实现了双臂机器人的协同控制,提高了机
近年来,研究者们对于Besicovitch集与Erd（?）s-Rényi集之间的关系十分感兴趣,尽管现在已经提出了一些相关的研究结论,然而,在这一领域仍有大量的工作需要进行。在本文中,研究得到对任意的0≤α≤1,0≤β≤γ≤+∞,Besicovitch集与Rn（x）具更一般渐进增长速度ψ（n）（ψ:N→R+是一个单调递增函数,lim n→∞ψ（n）=+∞）且lim n→∞（ψ（n+1）-ψ（n）=
作为城市快速发展的产物,城市高架桥某种程度上已成为现代都市的重要特征。相较于其他交通形式而言,高架桥具有快速经济回报和较短时间跨度的优势,因此很容易成为城市解决交通问题的的首选。但由于高架桥街道在修建之时就未将交通功能与景观同时考虑,后期又缺乏管理和修正,以至于成为造成街道景观混杂、人车矛盾突出等问题。高架桥街道有别于传统的城市街道空间,强势介入城市空间环境之中,其景观属性也随之发生变化。无论是对
随着斯坦福大学完成了scratch图形化编程教学系统的出现和发展,使少儿编程教育在各个国家的信息教育中地位正发生历史性的变化。在整个少儿编程领域就成为了一个热门研究领域的当下,如何解决少儿编程中教学内容、教学工具以及如何解决相关的教师培养工作成为了科研人员所面临的重要问题。本文围绕着设计教学内容、设计开发教学工具、完善教学解决方案的设计方面,进行了系统设计和分析并做出了系统性的研究,并将相关研究成
“形似竖琴,听天籁之音”,这是中国主导的空间引力波探测工程—天琴计划的名称来源。天琴计划中的一项关键技术是高精度激光干涉测距,为了实现该技术成果,需要自主研制满足测距系统精度的窄线宽种子激光器。根据现有的报道,基于单片非平面环形腔（简称NPRO）的激光器相干性好,线宽窄,噪声低,能够满足天琴计划对于种子激光器的要求。在此课题背景下我们开展了本论文的研究,内容包括以下几个部分:本论文首先研究了基于N
四川省空气污染问题频出,逐渐成为网络舆情焦点之一,使得人们对于空气质量越来越关注,及时的建立空气质量预测系统就显得尤为重要。在空气污染问题处理中,空气质量预测是其最重要的任务,通过及时的预测空气质量,便于人们合理安排出行,也便于政府提早采取有效措施,这对于处理空气污染问题来说是一项重要的手段。因此,空气质量预测的研究和预测系统的实现具有现实意义。根据采集到的空气质量相关数据,进行了相关数据的分析,
随着无人机的发展,无人机小巧便捷等特点,凭借无人机的空中优势,很多传统工作如行业测绘、线路巡检等开始和无人机进行结合,克服了人力不便,环境恶劣的问题,在时间和空间上节省了成本。这种无人机的跨界组合使用成为应用趋势。利用无人机平台去管理和操作无人机的重要性日益增加,一个高性能的无人机平台为无人机的应用提供可靠的平台支持。通过对4G技术的研究和微服务的研究发现,对于无人机平台中无人机的通信问题,用4G