石墨烷和砷烯的电磁学性质与气敏特性研究

本书系统介绍了掺杂与缺陷对类石墨烯二维材料(石墨烷和砷烯)电磁学性质的影响，为设计制造新型电磁学器件给予理论指导，并基于掺杂和缺陷基底探究了其与不同分子间的相互作用，探究其气敏特性，为新型气体传感器的设计提供理论基础。本书共分为10章：第1章和第2章介绍了石墨烷和砷烯的研究背景及理论方法；第3～5章介绍了掺杂和缺陷对砷烯的电磁学性质的改性；第6～10章介绍了石墨烷和砷烯的气敏特性。 本书可供碳纳米材料领域的科研人员参考，也可作为高等院校相关专业本科生和研究生的参考书。

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第1章 绪论　/ 1 1.1 石墨烷 2 1.2 砷烯 3 参考文献 3 第2章 理论方法　/ 7 2.1 密度泛函理论 8 2.1.1 绝热近似 9 2.1.2 Kohn-Sham方程 10 2.1.3 交换关联能泛函 12 2.2 布洛赫定理 13 2.3 平面波和赝势 15 2.3.1 平面波方法 15 2.3.2 赝势 17 参考文献 21 第3章 过渡金属掺杂含空位缺陷石墨烯的电磁学性质　/ 25 3.1 概述 26 3.2 计算方法与模型 27 3.3 结果与讨论 28 3.3.1 含空位缺陷的砷烯 28 3.3.2 过渡金属掺杂的空位缺陷砷烯 31 3.3.3 电学和磁学性质 33 3.4 本章总结 45 参考文献 45 第4章 过渡金属掺杂Stone-Wales缺陷砷烯的电磁学性质　/ 51 4.1 概述 52 4.2 计算方法与模型 52 4.3 结果与讨论 53 4.3.1 含Stones-Wales缺陷的砷烯 53 4.3.2 过渡金属掺杂的Stone-Wales缺陷砷烯 54 4.3.3 电学和磁学性质 57 4.4 本章总结 69 参考文献 70 第5章 含Stone-Wales缺陷砷烯吸附过渡金属原子的电磁学性质　/ 75 5.1 概述 76 5.2 计算方法与模型 77 5.3 结果与讨论 78 5.3.1 过渡金属原子在砷烯表面的吸附 78 5.3.2 电学与磁学性质 81 5.4 本章总结 94 参考文献 94 第6章 H缺陷对石墨烷吸附CO和NO气敏特性的影响　/ 101 6.1 概述 102 6.2 计算方法与模型 103 6.3 结果与讨论 104 6.3.1 CO和NO在完整和含H缺陷石墨烷表面的吸附特性 104 6.3.2 电学和磁学性质 109 6.4 本章总结 113 参考文献 113 第7章 B、N、S、Al掺杂的石墨烷吸附HCN的气敏特性　/ 119 7.1 概述 120 7.2 计算方法与模型 121 7.3 结果与讨论 122 7.3.1 掺杂石墨烷的结构 122 7.3.2 HCN分子的吸附特性 127 7.3.3 电磁学性质 132 7.4 本章总结 139 参考文献 140 第8章 Cr和Mn掺杂的石墨烷吸附H2CO的气敏特性　/ 145 8.1 概述 146 8.2 计算方法与模型 146 8.3 结果与讨论 147 8.3.1 H2CO分子的吸附特性 147 8.3.2 吸附体系的电子结构 153 8.4 本章总结 157 参考文献 158 第9章 Ni、Cu掺杂石墨烷吸附2,3,7,8-四氯二苯并对二英（TCDD）的气敏特性　/ 163 9.1 概述 164 9.2 计算方法与模型 166 9.3 结果与讨论 167 9.3.1 Ni和Cu掺杂的石墨烷 167 9.3.2 TCDD分子的吸附特性 171 9.3.3 电磁学性质 174 9.4 本章总结 179 参考文献 179 第10章 缺陷和掺杂对砷烯吸附HCN气敏特性的影响　/ 185 10.1 概述 186 10.2 计算方法与模型 187 10.3 结果与讨论 188 10.3.1 缺陷对砷烯吸附HCN的影响 188 10.3.2 掺杂对砷烯吸附HCN的影响 195 10.4 本章总结 205 参考文献 206