单层二维纳米结构的构筑及性能调控研究

作     者：朱丽莹 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王立

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：扫描隧道显微镜 富勒烯 第一性原理 铁电性 电荷掺杂 

摘      要：由于超薄的厚度,单层二维纳米结构具有许多优异的性能以及广阔的应用前景,因此制备单层二维纳米结构并实现性能的调控尤其重要。本论文主要通过实验和理论方法实现单层二维纳米结构的构筑和性能的调控,具体如下:1)利用室温超高真空扫描隧道显微镜（STM）观测到生物分子5-氨基嘧啶[4,5-d]嘧啶-2,4（3H,8H）-二酮（AT）在银表面上形成的单层二维纳米结构,并以此为分子模板,实现了对富勒烯纳米结构的调控。利用Ag（111）表面AT分子的环状自组装结构,构筑了富勒烯环状纳米结构;利用Ag（110）表面AT分子形成的大面积链状单晶,构筑了富勒烯线性结构,且线性结构的富勒烯在分子上的长度不一但是他们的方向都是与分子链的夹角为40度。2)通过基于密度泛函理论的第一性原理,揭示了电荷掺杂是调控单层Ⅳ族硫属化物MX（M=Ge,Sn;X=S,Se）二维材料铁电性的有效方法。计算表明,空穴掺杂可以减弱甚至完全抑制SnSe中的铁电极化,即铁电相转变为顺电相。该性质可以通过材料中键强度随电荷掺杂变化来解释。此外,电荷掺杂可以有效改变MX的晶格常数,表明这些二维材料适用于与其它二维材料构造范德华异质结,其中莫尔斑点周期可通过电荷掺杂有效调控。