過渡金屬-石墨烯納米帶體系的磁性與電子結(jié)構(gòu)研究的開題報(bào)告

過渡金屬—石墨烯納米帶體系的磁性與電子結(jié)構(gòu)研究的開題報(bào)告摘要：石墨烯納米帶（GNR）作為一種新型二維材料，在納米電子領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。同時(shí)，過渡金屬元素的摻雜可以改變GNR的寬度和電子結(jié)構(gòu)，從而影響其磁性和電子輸運(yùn)性質(zhì)。本文將系統(tǒng)研究過渡金屬元素?fù)诫s的GNR體系的磁性和電子結(jié)構(gòu)以及其在器件方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：石墨烯納米帶；過渡金屬元素；磁性；電子結(jié)構(gòu)；器件應(yīng)用一、研究背景和意義隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對二維納米材料的研究越來越深入，石墨烯納米帶（Graphenenanoribbon，GNR）作為一種新型二維材料，因其具有優(yōu)異的電學(xué)性質(zhì)和獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形態(tài)，成為一種備受關(guān)注的材料。GNR的寬度和邊界結(jié)構(gòu)對其電學(xué)性質(zhì)有重要影響，因此對GNR的尺寸、形態(tài)和電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，可以得到具有不同性質(zhì)和用途的GNR。為了進(jìn)一步提高GNR的性能，還需要通過摻雜等方法來改變其電子結(jié)構(gòu)和磁性特性。過渡金屬元素（Transitionmetal，TM）是一種重要的摻雜元素，具有豐富的物理和化學(xué)性質(zhì)，并且能夠影響材料的磁性和電子輸運(yùn)性質(zhì)。因此，將過渡金屬元素引入GNR體系中，可以調(diào)控其電子結(jié)構(gòu)和磁性特性，為其在器件方面的應(yīng)用提供新思路和途徑。因此，系統(tǒng)研究過渡金屬元素?fù)诫s的GNR體系的磁性和電子結(jié)構(gòu)以及其在器件方面的應(yīng)用，對于深入理解GNR的性能和開發(fā)新型納米電子器件具有重要意義。二、研究內(nèi)容和方法1、研究內(nèi)容本研究將系統(tǒng)研究過渡金屬元素?fù)诫s的GNR體系的磁性和電子結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：（1）研究不同過渡金屬元素?fù)诫s后的GNR體系的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)特征；（2）分析不同摻雜濃度對GNR體系磁性和電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響；（3）探究過渡金屬元素?fù)诫s的GNR在磁性存儲器、傳感器、光電器件等方面的應(yīng)用前景。2、研究方法本研究采用第一性原理計(jì)算方法，利用VASP軟件包和DFT理論模擬過渡金屬元素?fù)诫s的GNR體系的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)特征。通過分析不同摻雜濃度對GNR體系的磁性和電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響，探究其在磁性存儲器、傳感器、光電器件等方面的應(yīng)用前景。并通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比來驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果的可靠性。三、預(yù)期研究成果（1）系統(tǒng)研究過渡金屬元素?fù)诫s的GNR體系的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)特征；（2）分析不同摻雜濃度對GNR體系磁性和電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響；（3）探究過渡金屬元素?fù)诫s的GNR在磁性存儲器、傳感器、光電器件等方面的應(yīng)用前景。四、擬解決的關(guān)鍵問題（1）過渡金屬元素?fù)诫s對GNR體系的磁性和電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響機(jī)理；（2）過渡金屬元素?fù)诫s的GNR在磁性存儲器、傳感器、光電器件等方面的應(yīng)用前景。五、研究計(jì)劃1、第一年：對過渡金屬元素?fù)诫s的GNR體系的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行第一性原理計(jì)算，并分析不同摻雜濃度對其磁性和電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響；2、第二年：進(jìn)