1. 研究目的与意义（文献综述）

纳米材料作为21世纪的新型材料具有广阔的研究应用前景，二维的石墨烯可以作为其他维度材料的砖瓦，如富勒烯和碳纳米管，以及三维的石墨。自从2004年单层石墨烯被分离出来起，关于二维石墨烯材料的研究爆炸性增长。石墨烯具有非常优异的性质，它作为具有零带隙的二维材料，常常被称为半金属，或者零带隙半导体。然而其零带隙特性使得它在电子元件中的应用受到了限制。

二维材料展现出不同于体相的各种新奇性质,在未来的光电器件、自旋电子学、量子能源、催化等领域具有广阔的应用前景。寻找新的二维材料,探索其特殊的物理、化学性质,并对其进行调控,成为近年来低维材料领域的一个研究热点。

基于密度泛函理论的第一性原理方法,预言了一系列新型二维单层材料,探索了对黑磷烯及锡烯的电子结构和磁性进行调制的有效途径。用粒子群优化算法的结构搜索(calypso)结合基于密度泛函的第一性原理计算,研究了基于vi族元素的二维材料的结构和性质。预言了一类由类金属元素te构成的新型vi族二维材料-碲烯，这项研究把二维材料的研究扩展至vi族领域,并为二维材料的设计提供了新的形成机制。采用基于密度泛函的第一性原理方法,探索了iii-v族二元单层化合物bp的新型同素异构体的结构和电子性质。预言了4种稳定的b、p化合物的二维结构，除了六角结构的h-bp,还可以形成sp2杂化、由六元环构成的平面结构;以及p的sp3和b的sp2杂化形成的4-8环和3-9环的褶皱状结构。此外基于密度泛函理论的第一性原理方法预言了锡烯中可能存在的四种缺陷链结构。锡烯中除了和石墨烯类似的5-8-5缺陷链,还存在三种不同类型的5-7环结构。不同缺陷结构对锡烯的电子性质的调制具有显著差异。通过氢钝化及吸附浓度的改变,可以实现锡烯从半导体到金属的转变。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容

① 查找资料构建锡烯模型，优化模型并计算其能带结构、态密度等电学性能参数，验证结果的合理性。

② 构建各种数量空位缺陷的锡烯模型，研究其电子结构，观察空位缺陷对锡烯纳米带电子结构的影响。

3. 研究计划与安排

2018.3.19-2018.4.10

阅读锡烯纳米相关文献，确定所需各项参数，用materials studio构建所需模型。

2018.4.11-2018.5.30

4. 参考文献（12篇以上）

[1] wu s c, shan g, yan b h. prediction of near-room-temperature quantum anomalous hall effect on honeycomb materials. phys rev lett,2014, 113: 256401

[2] liu c c, jiang h, yao y g. low-energy effective hamiltonian involving spin-orbit coupling in silicene and two-dimensional germaniumand tin. phys rev b, 2011, 84: 195430

[3] novoselov k s,geim a k,morozov s v,et al.two-dimensional gas of massless dirac fermions in graphene.[j].nature,2005,438(7065):197