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在电场作用下AB和AA堆叠的双层石墨烯片的比较研究:密度泛函
理论研究
双层石墨烯片的堆叠方式对电场作用下的电子性质有显著影响,这是通过密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)研究得出的结论。密度泛函理论是一种在量子力学框架内处理多电子体系的方法,特别适用于复杂体系的电子结构计算。该理论被广泛应用于材料科学、物理、化学以及相关领域的研究中。 石墨烯是单层碳原子以六边形排列形成的一种二维材料,具有优秀的电学、力学、热学等特性。由于其独特的一维电子结构,石墨烯在零带隙半导体的特性上具备出色的导电性,但这种特性在某些应用中也需要被调制。在纳米尺度的电子设备中,石墨烯的潜在替代硅材料的地位使其成为研究热点。然而,纯石墨烯的零带隙特性限制了其在半导体领域应用的发展,因此研究如何调控其带隙成为当下研究的重点。 本研究聚焦于双层石墨烯在不同堆叠方式下的电子性质。具体来说,研究了AB堆叠与AA堆叠这两种不同堆叠方式的双层石墨烯在外部电场作用下的层间距、能带结构和原子电荷分布的变化。AB堆叠指的是相邻的两层石墨烯之间有一半的碳原子覆盖在另一层碳原子的正上方,形成六角排列中的一种特定取向。AA堆叠则是指两层石墨烯的碳原子完全重合,形成一种不同的排列方式。通过比较这两种堆叠方式,研究揭示了它们对电场敏感性的差异。 在电场的作用下,AB堆叠的双层石墨烯能够实现带隙的调控,当电场强度增加到1 V/nm时,带隙可调节至0.234eV。然而,AA堆叠的双层石墨烯对于外部电场并不敏感。研究还发现,在电场的作用下,两种堆叠方式的双层石墨烯层间距都会随着电场的变化而略有改变,但这种改变不大。此外,在AB堆叠的双层石墨烯中,电荷随着电场的增加而增加,这种电荷的增加被认为是导致AB堆叠双层石墨烯带隙开启的原因。 关键词:石墨烯、带隙、密度泛函
理论研究
该研究的结论为石墨烯在纳米电子学领域的应用提供了重要的理论基础,特别是对基于石墨烯的晶体管和传感器的开发具有指导意义。研究说明通过堆叠方式的改变和外部电场的调控,可以有效调节石墨烯的带隙,从而拓展其在电子器件中的应用范围。此外,这一成果还表明,不同的堆叠方式会导致双层石墨烯对外部电场的不同响应,为设计具有特定电子特性的石墨烯材料提供了新的思路。 石墨烯的带隙调节机制,即通过外部条件(如电场、化学掺杂等)来改变其电子性质,是当前材料科学研究的一个重要方向。调节带隙不仅能够改变石墨烯的电子特性,也能够提升其在太阳能电池、场效应晶体管、光电子器件等领域的应用价值。因此,该研究不仅深化了对石墨烯材料电子性质的理解,也为未来新型电子器件的设计与开发提供了理论依据和实验指导。
2025-04-26 15:57:35
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研究论文
1
复杂网络
理论研究
综述
当前,复杂网络已迅速形成了一门贯穿多领域的交叉性学科,其相关理论被应用于诸多领域.为了解复杂网络的研究现状,首先从复杂网络的定义与统计特性两个角度介绍了复杂网络的基本概念,然后列举了几种典型的复杂网络模型,以及在此基础上对其进行改进后所建立的模型并讨论其优缺点,围绕复杂网络结构特性与网络动力学两个方面进一步分析了当前复杂网络的研究现状并列举了近几年的研究成果,最后得出结论并对复杂网络未来的热点研究方向做出展望.
2024-01-21 18:59:36
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复杂网络
小世界网络
无标度网络
社团结构
1
低碳高铌钢Nb(C,N)奥氏体中沉淀析出
理论研究
低碳高铌钢Nb(C,N)奥氏体中沉淀析出
理论研究
,阴树标,,对均匀形核、界面形核及位错线上形核等不同形核机制下碳氮化铌在奥氏体中沉淀析出的相变动力学进行了理论计算。低碳高铌钢无变形
2024-01-15 11:43:15
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首发论文
1
论文研究 - 夏热冬冷地区自保温外墙的
理论研究
与现场试验。
在炎热的夏季和寒冷的冬季地区的建筑物中,外墙的节能设计应考虑夏季的隔热和冬季的隔热。 外墙的自保温是一种更可行的设计,可以满足该区域中建筑物的能源效率。 然而,在中国炎热的夏季和寒冷的冬季,迫切需要系统的研究来对外墙进行自我隔热。 本文通过室内实验测试了页岩烧结空心砖,砂压加气混凝土块等常见非粘土材料的热性能。 通过动态计算软件PKPM验证了普通材料的能效效果,并模拟了热桥上不同主砖和保温材料的外墙的几种结构。 此外,还对实际建筑中的外墙进行了热性能测试,以证明采用不同主砖和保温材料的外墙推荐结构在热桥上的实际效果。 结论是:六种非粘土墙体材料的物理和热学性能均优于粘土多孔砖。 通过合理布置孔,可以明显改善非粘土砖的热性能。 在炎热的夏季和寒冷的冬季地区,建议在增加孔眼并合理化孔眼布置后再进行页岩烧结空心砖和砂压加气加气混凝土砌块。 动态计算结果表明,非粘土材料的热性能均满足能效要求。 在推荐的三种成分中,外墙成分为③的外墙的传热系数是最小的,其中主壁为砂压加气混凝土块,而热桥上的材料为砂压加气混凝土板。
2024-01-14 11:37:23
5.18MB
自保温外墙
室内实验
动态仿真
现场测试
1
2,2’-二甲基-4,4’-联噻唑与CHCl3分子间相互作用的
理论研究
2,2’-二甲基-4,4’-联噻唑与CHCl3分子间相互作用的
理论研究
,尹京花,周子彦,采用量子化学从头算理论在MP2/ 6-31G(d,p)水平上对2,2’-二甲基-4,4’-联噻唑顺反异构体,trans-2,2’-二甲基-4,4’-联噻唑-CHCl3(Ⅰ), cis-2,2’-二
2024-01-09 17:20:39
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首发论文
1
我国排污权交易
理论研究
综述
我国排污权交易
理论研究
综述,张志分,, 排污权交易是一项运用经济手段来控制环境污染的新政策,在世界各国引起了广泛的关注,我国从上个世纪90年代初开始引进排污权交�
2023-12-12 21:07:51
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首发论文
1
1-H-3-甲基咪唑氯催化木质素模型化合物β-O-4键断裂机理的
理论研究
1-H-3-甲基咪唑氯催化木质素模型化合物β-O-4键断裂机理的
理论研究
,朱有涛,靖亚茹,使用愈创木酚基甘油-β-愈创木基醚作为木质素模型化合物,通过密度泛函理论计算研究了酸性离子液体1-H-3-甲基咪唑氯([HMIM]Cl)催化其
2023-12-01 21:12:43
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首发论文
1
Doherty功率放大器
理论研究
与电路设计
功率放大器的线性度和效率是设计功率放大器的重点。在线性度方面,前馈结构是目前比较成熟的结构,广泛运用于现代通信系统中,数字预失真在业界则被认为是功率放大器线性化的方向。而随着现代通信的发展,效率也开始越来越被关注。Doherty方法被认为是提高效率最有前景的一种结构。前馈与Doherty结构相结合的结构或者数字预失真与Doherty结合的结构具有很大的价值。
2023-04-18 15:12:04
166KB
Doherty
1
三支决策及其相关
理论研究
综述
三支决策理论是姚一豫等人在粗糙集[1]和决策粗糙集[2]基础上提出的新的决策理论。2012年10月召开的中国粗糙集与软计算会议上,姚一豫教授系统地介绍了三支决策理论的背景、框架、模型及应用。“三支决策理论与应用”[3]标志着三支决策由粗糙集的三个区间的语义解释逐步发展为在一种不确定或不完整信息条件下的决策理论。许多学者研究和拓展了三支决策理论,并将其应用于多个学科领域。2013年在漳州举办的中国rough集与软计算学术会议上还专门开设了三支决策讨论班,来自各地的专家学者讨论了三支决策的研究新进展及其未来的发展方向。三支决策用接受、拒绝和不承诺表示决策的三种类型。与此
理论研究
的不确定信息的处理相关的理论还有诞生于20世纪20年代、在60年代初迅速发展成一门学科的模式识别理论[4]和1989年我国学者赵克勤首次提出的集对分析理论[5]。
2023-02-20 21:46:01
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三支决策
1
光学谐振腔理论--研究方法、基本知识等
光学谐振腔(经常简称为“谐振腔”)是激光器的重要组成部分,它的主要作用有两个方面:①提供轴向光波的光学正反馈;②控制振荡模式的特性。激光器所采用的谐振腔,都属于“开放式谐振腔”。
2022-11-17 22:27:24
2.73MB
光学微腔
光学谐振腔
谐振腔模式
1
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