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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

选题目的：随着科学技术的发展，对于当下的物理电子学、光学以及传感器件等很多方面都有了较高要求。而石墨烯是碳原子以轨道杂化组成的蜂巢状二维晶体，这赋予了石墨烯良好的物理与化学性质，比如石墨烯拥有很大的比表面积。因而其吸附性很好，同时，石墨烯还拥有高导电性、高强度、热稳定性高以及容易修饰等优良特性，在物理电子学、光学以及传感器件这些方面都有着广泛应用。石墨烯是零带隙的半导体，没有磁性而用其他原子吸附、掺杂，可以引入磁性甚至打开带隙。这在纳米电子器件方面很有前途。

研究意义：本文通过对掺杂、缺陷石墨烯的优化结构性质进行解析，对比本征石墨烯得到更优的材料性能，并通过计算发掘石墨烯极富潜力的应用前景，使其在电子器件、储氢材料等方面得到更为广泛的应用。

国内外研究现状

国外研究现状：由于石墨烯优良的性能，所以世界各国在石墨烯新一轮研究与产业化发展的高技术竞争中激烈。比如欧盟在2013年年初宣布将石墨烯从23个项目提案中选出，进入“为例新兴旗舰项目”，今后10年将投入大量资源与人才进行研究。与此同时，美国自然科学基金会、美国国防部以及高级研究计划局也开展了多项有关石墨烯的研发项目；而日本政府也十分重视石墨烯技术的发展。对石墨烯研发给予大力支持，鼓励企业、大学和研究机构开展相关研究，大力推动石墨烯的应用。世界上许多大企业也都开始涉足石墨烯相关内容，从ibm公司到三星电子公司以及索尼公司都在积极投身石墨烯相关产品技术的研发。总的来说，石墨烯在世界范围内的研发趋势一路高涨，其中发达国家对石墨烯的研究更为深入，在多种技术领域上都有较大投入，因此在石墨烯的发展中还是占据主导和领先地位。

2. 研究的基本内容

由于石墨烯是零带隙的半导体，没有磁性而用其他原子吸附、掺杂，可以引入磁性甚至打开带隙，这样使得石墨烯原有的电子结构发生改变，利用石墨烯这一特殊性能在电子器件方面得到广泛应用。本文主要研究的就是未做变化的本征石墨烯与用其他原子吸附石墨烯和缺陷石墨烯在电子结构上的比较，其主要应用原理为于密度泛函理论的第一原理(First-principles method)，并通过Material studio软件模拟研究计算出掺杂、缺陷石墨烯的吸附结构、能量、态密度以及能带等相关内容。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：使用material studio材料计算模拟软件中的dmo13软件包模拟过渡金属原子吸附石墨烯体系，并通过软件得出吸附的完全优化结构，material studio模拟软件中的castep软件包则可以模拟计算出几种缺陷下石墨烯的优化结构，其中包括单空位缺陷，双空位缺陷等。通过与本征石墨烯的对比，可以研究出掺杂、缺陷石墨烯在电子结构、能量、态密度以及能带的改变

进度安排：2月初到3月初：收集资料。重读作品，确定论文题目，查阅相关资料。

3月初到3月中旬：在老师的指导下，拟定写作提纲和开题报告，翻译文献

4. 参考文献

[1]万勇、马廷灿、冯瑞华.国外石墨烯研发政策概览[j]新材料产业.2014（11）：2-5.

[2]聂晓涛、夏君.石墨烯产业发展现状[j]天津化工.2017.7.30

[3]沈万慈，康飞宇，黄正宏，等.石墨产业的现状与发展[j]中国非金属矿工业导刊，2013(2) :1-3[4]刘海涛产品分类下的石望产业链分析及发展建议j]价值工程2014(13) 177-179