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