硅籠型團(tuán)簇及其組裝的第一性原理研究的開題報告

硅籠型團(tuán)簇及其組裝的第一性原理研究的開題報告一、研究背景及意義硅材料在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，其高溫耐蝕性以及光電特性在電子、半導(dǎo)體、光電等領(lǐng)域中都有著重要的應(yīng)用。目前，針對硅材料的研究主要集中于硅微米納米結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的研究，而硅籠型團(tuán)簇及其組裝的第一性原理研究尚未得到高度的關(guān)注。硅籠型團(tuán)簇具有較好的耐蝕性、強(qiáng)度以及光電性能，這使其在半導(dǎo)體器件、光電器件等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，深入研究硅籠型團(tuán)簇及其組裝的第一性原理性質(zhì)，將有助于揭示硅材料的基礎(chǔ)性質(zhì)、優(yōu)化和改進(jìn)其應(yīng)用性能，為其在電子、半導(dǎo)體、光電等領(lǐng)域的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。二、研究內(nèi)容及方法1.硅籠型團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的構(gòu)建通過分子動力學(xué)模擬等方法，構(gòu)建不同形態(tài)的硅籠型團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，分析其幾何結(jié)構(gòu)、對稱性等性質(zhì)，確定最穩(wěn)定的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)。2.第一性原理計算方法利用第一性原理計算方法，對硅籠型團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性等進(jìn)行理論研究，揭示其基本原理和物理特性。3.硅籠型團(tuán)簇組裝研究探究硅籠型團(tuán)簇的組裝方式、相互作用力及其對組裝體性質(zhì)的影響，研究硅籠型團(tuán)簇在二維、三維結(jié)構(gòu)中的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性等方面的變化規(guī)律。三、預(yù)期結(jié)果及創(chuàng)新點1.構(gòu)建了不同形態(tài)的硅籠型團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，得到了最穩(wěn)定的硅團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，為后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。2.通過第一性原理計算方法，揭示硅籠型團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性等基本原理和物理特性，并與實驗結(jié)果進(jìn)行對比和分析，加深了對硅籠型團(tuán)簇的認(rèn)識。3.深入研究硅籠型團(tuán)簇的組裝方式、相互作用力及其對組裝體性質(zhì)的影響規(guī)律，為硅材料在半導(dǎo)體器件、光電器件等領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)研究。四、研究進(jìn)度硅籠型團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的構(gòu)建已經(jīng)完成，目前正進(jìn)行第一性原理計算和組裝研究工作，預(yù)計三個月內(nèi)完成研究并取得初步結(jié)果。五、研究難點及解決策略1.硅籠型團(tuán)簇的合成及取得解決策略：通過從水溶液中提取富含硅籠型團(tuán)簇的物質(zhì)，再通過分離純化，得到需求的硅籠型團(tuán)簇。2.第一性原理計算模型的搭建解決策略：根據(jù)前人研究，結(jié)合實際情況，選擇適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒ê湍Ｐ?，保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。3.硅籠型團(tuán)簇組裝的行為研究解決策略：采用分子動力學(xué)模擬等方法，進(jìn)行計算和模擬，獲取硅籠型團(tuán)簇的組裝行為及規(guī)律。六、預(yù)期成果及參考文獻(xiàn)1.成果：完成硅籠型團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)構(gòu)建，完成基于第一性原理的計算及硅籠型團(tuán)簇組裝研究，取得初步的研究結(jié)果，為硅材料的應(yīng)用提供基礎(chǔ)研究。2.參考文獻(xiàn)：[1]QiongWu,LinglingZhang,WeiHuang,etal.DFTstudyofstructuralandelectronicpropertiesofSi20C10fullerene[J].JournalofMolecularStructure,2015,1101:35-40.[2]Xiang-LinJiang,HuiYang,LeiGao,etal.ElectronicandbondingpropertiesofsiliconclustersSi8–20:Densityfunctionalcalculations[J].JournalofAppliedPhysics,2012,111(6):06371.[3]ZaichengSun,JialiangXu,JianpingXie,etal.TheelectronicandopticalpropertiesofSinanoclusterssepara