1. 研究目的与意义
研究背景：
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
首先，建立单层石墨烯的原子结构模型，利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究单层石墨烯的电子结构特性，包括结构信息及能带结构等，得出本征单层石墨烯的基本性质；建立双层石墨烯的原子结构模型，考虑双层石墨烯中上下两层石墨烯的不同排列类型，分别计算不同排列方式情况下双层石墨烯的晶格结构及电子结构特性；通过外部手段调控双层石墨烯的电子结构，例如外加电场、衬底效应、过渡金属原子掺杂等等，然后，根据计算结果分析外加电场、衬底、原子掺杂等手段对双层石墨烯电子结构的调控效应。
3. 研究的方法与步骤
研究方法：
根据石墨烯的结构信息，利用vesta软件和material studio软件建立相应的单层、双层石墨烯原子晶格结构模型；利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究单层石墨烯、不同排列方式以及不同外部条件下双层石墨烯的电子结构性质；根据计算结果，进行数据分析处理等。
4. 参考文献
[1]min h, sahu b, banerjee s, and macdonald a. h, ab initio theory of gate inducedgaps in graphene bilayers [j]. physical review b, 2007, 75: 155115.
[2]oh d h, shin b g, and ahn j r, band engineering of bilayer graphene by metal atoms:first-principles calculations [j]. applied physics letters, 2010, 96: 231916.
[3]lobato i, and partoens b, multiple dirac particlesin aa-stacked graphite and multilayers of graphene [j]. physical review b, 2011,83: 165429.
5. 计划与进度安排
| (1) 2022-12-06～2022-03-01 学生复习量子力学和固体物理等基础课程，学习密度泛函理论的基本知识； (2) 2022-03-02～2022-03-10 调研有关单层石墨烯、双层石墨烯及双层石墨烯电子结构调控相关的文献资料，提出研究方案，完成开题报告，教师完成开题报告的审核。 (3) 2022-03-11～2022-04-10 学习晶体模型的建立方法；学习第一性原理计算软件包VASP的使用方法；用第一性原理方法计算本征单层石墨烯和双层石墨烯的电子结构性质，包括，晶格结构、能带结构等。 (4) 2022-04-11～2022-05-05 利用第一性原理计算方法研究外加电场、衬底、过渡金属原子掺杂等对双层石墨烯电子结构的调控效应，完成相关数据图形的计算整理，并撰写毕业论文。 (5) 2022-05-06～2022-05-19 学生完成毕业论文的初稿。 (6) 2022-05-20～2022-05-31 学生与指导教师讨论修改论文内容及格式等，完成论文并且定稿。 (7) 2022-06-01～2022-06-18 评阅教师评阅学生论文，学生准备答辩ppt，进行答辩等。 |
