锯齿型石墨烯纳米带的第一性原理研究的开题报告.docx

锯齿型石墨烯纳米带的第一性原理研究的开题报告 题目：锯齿型石墨烯纳米带的第一性原理研究 一、选题的背景和意义： 石墨烯自2004年被实验室成功制备以来，因其优异的力学、热学、电学性质等，受到了广泛关注。而石墨烯的带隙为零，限制了其在电子器件方面的应用。锯齿型石墨烯纳米带（zigzag graphene nanoribbon，ZGNR）是一种通过石墨烯剪切而制得的一维纳米材料，具有非零带隙。因此，有望在电子器件方面应用，如晶体管等。 目前，对于锯齿型石墨烯纳米带的第一性原理研究主要集中在带隙、电子结构、磁性等方面。然而，由于纳米带边缘处的原子配位的不同，会导致其带隙的大小、磁性等性质的变化。因此，本研究旨在通过第一性原理方法，系统研究不同尺寸、不同边缘原子配位的锯齿型石墨烯纳米带的电子结构和磁性质等基本性质，以期帮助更好地理解其物理机制，为其应用提供理论指导。 二、研究内容和方法： 1. 研究内容： （1）通过第一性原理计算，研究不同尺寸、不同边缘原子的配位对锯齿型石墨烯纳米带的带隙、电子结构和磁性质的影响。 （2）探究锯齿型石墨烯纳米带的导电性质。 2. 研究方法： （1）采用第一性原理计算方法，使用密度泛函理论（DFT）和基于平面波的赝势（PBE）方法。 （2）使用VASP软件计算锯齿型石墨烯纳米带的结构、电子结构和磁性等基本性质。 三、预期研究结果和意义： 1. 预期研究结果： （1）研究不同尺寸、不同边缘原子的配位对锯齿型石墨烯纳米带的带隙、电子结构和磁性质的影响。 （2）探究锯齿型石墨烯纳米带的导电性质。 2. 研究意义： （1）对锯齿型石墨烯纳米带的带隙、导电性质、磁性等基本性质进行深入探究，为其应用提供理论基础。 （2）探究锯齿型石墨烯纳米带的电子结构特性，有助于理解其物理机制。 （3）本研究采用的第一性原理计算方法和系统研究结果也可为其他纳米材料的研究提供参考和借鉴。