紅外探測器件新材料的第一性原理研究.pdf

1、本文構思了一種利用新型材料的便攜紅外探測器，由四個模塊組成。紅外探測模塊使用InSb紅外探測器件，數據存儲與調用模塊使用基于ABi2Nb2O9(A=Ba，Pb，St, Ca)的鐵電存儲器，數據處理分析模塊使用還在理論論證中的石墨烯高性能處理器，續(xù)航模塊使用VS2基底作為催化劑的析氫反應氫電池。通過一種理論，密度泛函理論，和基于它的第一性原理方法，我們有貫穿始終的處理手段對這四個模塊的四種新材料進行分析，具體分析如下:
　　1.針對

2、InSb(110)表面，我們用第一性原理計算方法，通過VASP軟件分析了分別在In原子和Sb原子上吸附氧原子和硫原子的情況。比較計算結果，我們發(fā)現在InSb(110)表面硫吸附之后的系統性質比氧吸附之后更加穩(wěn)定，這也解釋了為什么工藝上要對InSb表面進行硫化處理。
　　2.我們采用密度泛函理論第一性原理的計算方法綜合地研究了ABi2Nb2O9(A=Ba，Pb，St, Ca)體系的結構，電子性質，化學鍵以及自發(fā)極化。其中化學鍵的分析

3、結合了bader的原子中的分子(AIM)理論。目的在于闡明ABi2Nb2O9鐵電體的鐵電起源，理解這些材料的電子結構和極化屬性隨A位離子變化趨勢。二，運用現代極化理論計算了SBN鐵電極化并薄膜顯現出大的極化原因，同時對BBN，PBN，CBN的極化強度給出一個理論的預測。
　　3.我們調研了至今為止報告出的石墨烯結構缺陷。我們將討論這些缺陷的形成，以及他們對石墨烯性質的影響。為了使得接下來的討論簡單明了，雖然本質上可以存在無數個種類

4、的晶格缺陷，我們只討論最簡單的一些。我們將特別的把注意力放在單層石墨烯的缺陷，因為雙層和多層石墨烯的缺陷類型已經存在于石墨之中，而且已經在很早之前就被討論過。同時，對第一性原理計算后的態(tài)密度和能帶結構做了簡單的分析。
　　4.二維VS2納米材料已經作為一種對析氫反應(HER)效率很高和便宜的電催化劑出現。要更進一步的改善他們在析氫反應中的性能，我們必須了解他們的催化機理以及他們在各種原始或者缺陷結構中的行為。本論文中，我們利用第一

5、性原理計算研究了具有各種各樣本征點缺陷的單層VS2納米片中的結構穩(wěn)定性，電子特性和析氫反應的行為。與最多被研究的2H相MoS2基面相比較，無論是2H相還是1T相的VS2基面都展示出出眾的催化活性。因為他們的金屬性質。在VS2基底上引入本征電缺陷后，我們發(fā)現一共有四種穩(wěn)定缺陷在2H相中（也就是Sad，Svac，Vad和Vs）和三種穩(wěn)定缺陷在1T相中（也就是Sad，Svac和Vad）。此外，Svac，Vad、和Vs結構在2H相中和Vad結構