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六方二维Be?N?单层的理论表征
摘要： 采用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算评估了类石墨烯单层Be?N?的稳定性、几何结构、力学性能、光学及电子特性。研究发现Be?N?是具有较大带隙的半导体材料，其电子和空穴有效质量较小，这可能促进其在纳米电子器件中的应用。此外，优异的热稳定性、动力学稳定性和力学稳定性使其成为与石墨烯相当的材料。同时，Be?N?卓越的电化学性能使其成为独特材料，对Li、Na和K的理论容量可能分别达到974 mAh/g。该材料还能形成两种不同构型（N?-N?和N?-Be?）的类石墨层状块体结构。最后，Be?N?衍生物（如纳米带）也具有直接带隙，可通过几何和形貌约束精确调控至所需能级?；谡庑┯乓焯匦?，Be?N?及其衍生物在纳米电子学和电池技术领域具有广泛应用前景。
关键词： 密度泛函理论计算，二维材料，纳米带，电化学性质，电子性质
更新于2025-09-22 12:26:28
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通过极紫外干涉光刻纳米图案化的独立式碳纳米膜和石墨烯单层膜
摘要： 二维材料（如石墨烯、分子纳米片、六方氮化硼或过渡金属硫族化合物）因其在电子器件、化学与生物传感器、纳米光学及催化等领域的潜在应用价值，近年来备受关注。这类应用大多需要通过光刻技术制备功能性纳米结构。在这方面，极紫外干涉光刻技术既能实现亚10纳米量级的超高分辨率图案化，又具备高通量生产能力。本文采用该方法制备了厚度仅1纳米的独立式分子纳米片（碳纳米膜）和单层石墨烯的纳米图案结构，并利用氦离子显微镜进行表征。我们成功展示了悬浮态碳纳米膜与石墨烯的周期性阵列结构，包括宽度介于20至500纳米的纳米带，以及开口尺寸为140至300纳米、网格线宽低至90纳米的纳米网状结构。
关键词： 纳米网、石墨烯、碳纳米膜、极紫外干涉光刻、纳米带
更新于2025-09-23 02:45:05
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锯齿形ZnTe纳米带的宽依赖性结构与电学性质
摘要： 我们采用基于密度泛函理论的方法研究了锯齿形ZnTe纳米带的结构和电学性质，包括原子结构、边缘能、带隙和功函数。研究发现，通过用氢、氧或氟原子钝化边缘原子，可以稳定锯齿形纳米带。研究表明，较窄的锯齿形ZnTe纳米带表现出半导体特性，但随着宽度增加，它们会从半导体相转变为金属相。根据边缘钝化元素的选择，带隙会出现显著变化。我们还估算了所有纳米带的功函数，以评估这些纳米带在各种场发射器件中的应用潜力。
关键词： 密度泛函理论，功函数，带隙，纳米带
更新于2025-09-10 09:29:36
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过渡金属二硫化物纳米带中宽度依赖的相变交叉
摘要： 二维（2D）过渡金属硫族化合物MX?（M = 钼、钨；X = 硫、硒）单层材料存在两种相态：基态2H相与亚稳态1T相。本研究以WSe?和MoS?单层为对象，通过系统的第一性原理计算表明，这两种相态的稳定性可在MX?纳米带中发生转变。研究发现，当纳米带宽度减小时，2H相的能量会持续高于1T相——对于WSe?而言，有利于1T相形成的临界宽度可达2.50纳米。这种相变源于1T相边缘M原子比2H相具有更高的配位数，以及纳米带内部1T晶格发生的特殊电子重构。1T相的边缘构型能消除边缘悬键，从而增强MX?纳米带的稳定性。本发现揭示了边缘结构对二维MX?材料构型起决定性作用，对其未来科学研究与潜在应用具有重要意义。
关键词： 纳米带、相变交叉、第一性原理计算、过渡金属二硫化物
更新于2025-09-09 09:28:46
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一维系统中的带隙可调性
摘要： 直接带隙材料能隙调控能力在LED和太阳能电池领域具有巨大应用潜力。然而实验中观察到的降维材料因量子限域效应导致的能隙重现性缺失，严重影响了其能隙可调性。本文通过周期性势场轮廓对一维官能化异构体系的直接带隙开展广泛理论研究，证实仅需改变超晶胞中官能团位置来调控势场轮廓即可实现能隙调节。研究发现：具有相同官能团的一维异构体系能隙取决于全局极小值处最深势阱的宽度和深度，由此推导的相关性规律在已知合成/天然聚合物（生物及有机材料）及其他一维直接带隙体系中均得到验证。该发现将极大助力实验人员设计具有不同能隙值的新型聚合物异构体系及一维无机材料，为LED和太阳能电池应用提供可能。
关键词： 一维系统、聚合物、纳米带、密度泛函理论、带隙
更新于2025-09-09 09:28:46
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尺寸和应变对绿色磷烯纳米带力学与电子性能的影响
摘要： 近期，理论预测发现一种名为绿磷的磷同素异形体，其层间相互作用与黑磷相似，这意味着可机械剥离单层形成被称为绿磷烯的二维材料。本研究采用密度泛函理论，探究了扶手椅型和锯齿型方向、宽度达57 ?的绿磷烯纳米带的性质，分析了带隙宽度与应变对其力学及电学性能的影响，包括杨氏模量、量子限域效应对带隙的影响以及应变对能带结构的作用。研究发现绿磷烯纳米带呈现显著各向异性：扶手椅型绿磷烯纳米带（AGPNR）杨氏模量为10-35 GPa，锯齿型绿磷烯纳米带（ZGPNR）为160-170 GPa，与二维片层同数量级；所研究宽度范围内功函数介于5 eV至5.7 eV之间。尺寸效应与应变均可诱导纳米带发生直接-间接带隙转变，相关转变机制亦被讨论。
关键词： 绿磷烯、机械性能、纳米带、电子性能、密度泛函理论
更新于2025-09-09 09:28:46
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碱热水热法合成、表征及TiO?纳米结构的光催化活性：初始TiO?晶相的影响
摘要： 采用水热法，以市售TiO?（P25）和锐钛矿粉末为前驱体材料、浓NaOH溶液为催化剂，合成了一维（1D）钛酸盐纳米结构。将制得的钛酸盐经煅烧后质子化处理，最终获得具有增强光催化与光伏性能的TiO?纳米结构。通过场发射扫描电子显微镜、高分辨电子显微镜、X射线衍射分析和紫外-可见光光谱对合成的TiO?一维纳米结构进行表征，以探究初始TiO?晶相对形貌特征、晶体学特性及带隙的影响。采用亚甲基蓝降解实验评估不同工艺阶段产物的光活性。结果表明：水热过程中1D TiO?纳米结构的形成机制因所用初始前驱体的晶体结构差异而异，其源自溶解聚集体的不同形成途径。光催化测试显示质子化钛酸盐具有显著吸附能力，而光催化降解效果则取决于TiO?的转化过程。
关键词： 二氧化钛，光催化活性，一维结构，水热法，纳米带
更新于2025-09-04 15:30:14
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[IEEE 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 美国德克萨斯州奥斯汀市（2018.9.24-2018.9.26）] 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 含空位缺陷的二维拓扑绝缘体纳米带中的载流子输运
摘要： 我们建立了二维拓扑绝缘体（TI）纳米带的输运模型。为模拟量子输运过程，采用非平衡格林函数方法。通过该模型研究了晶格缺陷对载流子输运的影响，发现拓扑绝缘体的拓扑?；け咴堤艿挚垢叽?%的空位缺陷率。同时探究了两个解耦拓扑绝缘体纳米带中边缘态的隧穿效应。
关键词： 纳米带、空位缺陷、非平衡格林函数、载流子输运、二维拓扑绝缘体
更新于2025-09-04 15:30:14