基于低维纳米材料气体传感器的理论设计研究

　　本书是作者近几年在多个科研项目研究的基础上提炼撰写而成的， 是关于低维纳米材料（包括典型团簇、纳米线和二维单层） 在气体监测、检测领域中研究和应用的成果。其核心内容是面向危害气体监测和检测的基于低维纳米材料气体传感器的气敏性能的理论研究。本书首先介绍了气体传感器的研究背景以及所用的理论基础及方法， 然后分别针对不同维度的纳米材料的气敏性能展开论述，包括B40和M@B40（M=Li和Ba） 富勒烯、氢化Si12 Au20 团簇、基于Zn12O12 团簇组装纳米线、基于二十面体W@Au12团簇的组装超细纳米线、具有不同结构的二维GaN 单层以及两种组分不同的碳-氮二维单层的气敏性能研究。本书内容充实，数据翔实，分析深入，对更好地开发基于低维纳米材料的新型气体传感器具有较好的指导和帮助作用，可供团簇科学、新材料和纳米材料、气敏材料及气体传感器等领域的研究人员、技术人员阅读参考，也可作为大专院校相关专业师生的参考书。

　　无

第1章  绪论　/ 001
1.1　气体传感器 / 003
1.2　纳米材料 / 006
1.3　计算方法简介 / 009
1.3.1 第一性原理计算 / 009
1.3.2 密度泛函理论 / 011
1.3.3 交换关联能量泛函 / 012
1.3.4 Materials Studio程序包简介 / 014
参考文献 / 014
第2章  B40和M@B40（M=Li和Ba）富勒烯：检测丙酮的潜在分子传感器　/ 017
2.1　概述 / 019
2.2　计算方法 / 020
2.3　结果与讨论 / 021
2.3.1 丙酮在纯B40富勒烯上的吸附作用 / 021
2.3.2 丙酮在M@B40 (M=Li和Ba)金属硼富勒烯上的吸附情况 / 027
参考文献 / 033
第3章  氢化Si12Au20团簇：检测NH3和NO的高性能分子传感器　/ 039
3.1　概述 / 041
3.2　计算方法 / 043
3.3　结果与讨论 / 044
3.3.1 分子在纯Si12Au20团簇上的吸附 / 044
3.3.2 Si12Au20团簇作为检测NO和NH3 的气体传感器的可能性 / 051
3.3.3 H12Si12Au20团簇的结构和稳定性 / 053
3.3.4 HSA作为NH3和NO检测传感器的应用 / 056
参考文献 / 064
第4章  Zn12O12团簇组装纳米线：具有高灵敏度和选择性的NO和NO2气体传感器　/ 071
4.1　概述 / 073
4.2　计算方法 / 075
4.3　结果与讨论 / 076
4.3.1 基于Zn12O12团簇组装的纳米线 / 076
4.3.2 分子的吸附特性 / 080
4.3.3 Zn12O12基纳米线作为气体传感器的可能性 / 086
参考文献 / 089
第5章  基于W@Au12团簇的超细纳米线：高性能NO气体传感器　/ 097
5.1　概述 / 099
5.2　计算方法 / 101
5.3　结果与讨论 / 102
5.3.1 W@Au12 基纳米线的结构和电子性能 / 102
5.3.2 分子在W@Au12基纳米线上的吸附 / 106
参考文献 / 113
第6章  类石墨烯GaN二维单层的气敏性能研究　/ 119
6.1　概述 / 121
6.2　计算方法 / 123
6.3　结果与讨论 / 123
6.3.1 PL-GaN二维单层的构型和稳定性 / 123
6.3.2 气体分子在PL-GaN二维单层上的吸附作用 / 124
6.3.3 PL-GaN作为气体传感器的可能性 / 130
参考文献 / 134
第7章  四角型GaN单层：检测NO和NO2的潜在气体传感器　/ 139
7.1　概述 / 141
7.2　计算方法及模型 / 142
7.3　结果与讨论 / 143
7.3.1 纯T-GaN的结构和电子性质 / 143
7.3.2 T-GaN对NO2、NH3和NO的吸附作用 / 144
7.3.3 T-GaN作为气体传感器的可行性 / 149
参考文献 / 152
第8章  C2N单层：检测NH3和NO的气体传感器　/ 157
8.1　概述 / 159
8.2　计算方法及模型 / 161
8.3　结果与讨论 / 162
8.3.1 C2N单层的分子吸附特性 / 162
8.3.2 C2N单层的气敏性能分析 / 169
参考文献 / 171
第9章  C3N单层的气敏性能研究　/ 177
9.1　概述 / 179
9.2　计算方法 / 180
9.3　结果与讨论 / 181
9.3.1 C3N单层的吸附特性和电子性质 / 181
9.3.2 C3N单层的气敏性能 / 186
参考文献 / 189