第一性原理研究氣體分子吸附Stanene和SnS2氣敏特性.pdf

1、單位代碼10476學號1502183032分類號0469㈣㈣“河躺瓢大學河南衙琴厶大學碩士學位論文’第一性原理研究氣體分子吸附Stanene和SnS2氣敏特性學科、專業(yè)；物理學、凝聚態(tài)物理研究方向：二維半導體糍理申請學位類別：理學碩士串請人：趙汝孟指導教師：王夭興蟊《教授夏從新副教授二。一八年五月摘要2004年，英國曼徹斯特大學物理學家成功從石墨中分離出石墨烯以來，二維石墨烯和類石墨烯納米材料關注度增加，且由于其優(yōu)異的物理性能使得更多的

2、類石墨烯二維納米材料被國內(nèi)外研究學者廣泛關注研究。繼而被應用于太陽能電池和發(fā)光二極管等相關的物理化學光電領域。本論文主要采用基于密度泛函理論(densityfunctionaltheoryDFT)的ViennaAb—initioSimulationPackage(VASP)程序包通過第一性原理計算方法來研究空氣中常見的小氣體分子(co、H20、NU3、NO、N021吸附二維納米材料錫烯(Stanene)、二硫化錫(SnS2)單層及多層的

3、氣敏性質(zhì)，并利用外界因素如施加電場及雙軸應變來調(diào)節(jié)對材料氣體敏感響應性質(zhì)的影響，其研究結(jié)果主要通過以下方面進行簡述：(1)對于小氣體分子吸附Stanene單層的氣敏性質(zhì)探究，計算結(jié)果表明，H20、NI13和CO分子物理吸附于錫烯單層上，而NO和N02分子吸附在Stanene上有相當大的電荷轉(zhuǎn)移和較大的吸附能，Sn原子和O原子形成較為穩(wěn)固的共價鍵(SnO)，因此屬于化學吸附。此外，小分子吸附錫烯單層的帶隙在加入自旋軌道耦合(soc)計算后

4、可以得到有效的調(diào)節(jié)。特別地是，研究結(jié)果還表明，當外界因素雙軸應變和電場應用施加后，小分子和吸附體系之間的吸附能量和電荷轉(zhuǎn)移在層間發(fā)生明顯的變化，這表明在Stanene單層上，外部因素在氣敏材料探測方面可優(yōu)先選擇。這些結(jié)果意味著以sn為基底的二維納米材料可作為優(yōu)良的氣體傳感器。(2)對于小氣體分子吸附于s空穴SnS2單層的氣敏性質(zhì)的探究，利用第一原理模擬，研究了小氣體分子(co、H20、NH3、NO、N02)吸附在S空位SnS2單層上的電