石墨烯是一種具有獨(dú)特物理結(jié)構(gòu)和優(yōu)越電子性質(zhì)的二維納米材料，首次通過(guò)機(jī)械剝離方法制備出來(lái)，因?yàn)閮?yōu)秀的性能，科研人員爭(zhēng)相研究其各方面性質(zhì)。但是，大量研究發(fā)現(xiàn)石墨烯的帶隙為零，且電流開(kāi)關(guān)比極低，這些缺陷限制了它成功應(yīng)用于現(xiàn)代電子工業(yè)中。因此，新型材料的研究迫在眉睫。
　　硅烯、鍺烯、磷烯和錫烯等新型二維材料與石墨烯相比，具有更好的帶隙調(diào)控性以及和硅基半導(dǎo)體的良好兼容性。硅烯具有一定的能隙，鍺烯具有和硅烯相似的結(jié)構(gòu)與性能，與現(xiàn)在的硅基半導(dǎo)體技術(shù)的兼容性是其另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因此，研究基于硅烯/鍺烯的微電子功能器件對(duì)于在下一代集成電路領(lǐng)域占領(lǐng)制高點(diǎn)意義重大。
　　因此，本書(shū)主要利用基于密度泛函理論的第一性原理，對(duì)類(lèi)石墨烯的硅烯、鍺烯、磷烯和錫烯等二維材料的性能進(jìn)行調(diào)控，并對(duì)新型二維材料進(jìn)行預(yù)測(cè)和性能研究。主要內(nèi)容如下：
　�。�1）研究了拓?fù)淙毕荩?8缺陷）對(duì)硅烯納米帶電子性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，金屬特性的硅烯在引入缺陷后，鋸齒型硅烯納米帶顯示為直接帶隙半導(dǎo)體特性，而扶手椅型硅烯納米帶為間接帶隙半導(dǎo)體。增加缺陷濃度，發(fā)現(xiàn)鋸齒型硅烯納米帶又由半導(dǎo)體特性轉(zhuǎn)□為金屬特性。當(dāng)沿X軸方向外加電場(chǎng)時(shí)，理想和含缺陷的硅烯納米帶的帶隙都發(fā)生了明顯的□化。系統(tǒng)研究了異質(zhì)原子（硼或氮原子）摻雜對(duì)扶手椅型硅納米帶的電子和輸運(yùn)性能的影響，其中硼/氮共摻雜的ASiNRs的輸運(yùn)性質(zhì)、微分電導(dǎo)表現(xiàn)出振蕩性。同時(shí)，系統(tǒng)研究了磷摻雜對(duì)鍺烯性能的調(diào)控。
　�。�2）研究了磷烯雙分子層吸附有機(jī)分子苯的電子性質(zhì)。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，AA堆疊磷烯雙分子吸附苯分子的帶隙為1.10eV左右，AB堆疊的帶隙為1.57eV左右，而AC堆疊的帶隙為1.13eV左右，這說(shuō)明吸附體系的帶隙主要取決于自身的堆疊方式。并對(duì)小分子吸附進(jìn)行了系統(tǒng)研究，研究發(fā)現(xiàn)，磷烯雙分子層上物理吸附氣體分子可以產(chǎn)生顯著的電荷轉(zhuǎn)移，這不僅可以使磷烯有希望應(yīng)用于氣體傳感器上，而且還給改□磷烯的極性這一問(wèn)題提供了有效途徑。本書(shū)也對(duì)單層磷烯吸附小分子的體系進(jìn)行了深入研究。
　�。�3）探討了帶寬□化對(duì)氧原子鈍化鋸齒形磷烯納米帶的電子結(jié)構(gòu)和輸運(yùn)性質(zhì)呈現(xiàn)出的□化。研究表明，不同的帶寬對(duì)輸運(yùn)性能的影響非常明顯。系統(tǒng)研究了過(guò)渡金屬鈍化的磷烯納米帶的磁性以及電子性質(zhì)。對(duì)于錳鈍化的情況，這個(gè)體系表現(xiàn)出半金屬性，磁矩不隨帶寬□化而□化，研究表明，磷烯在自旋電子器件方面具有潛在的應(yīng)用前景。并構(gòu)建了硼烯/磷烯構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)體系，研究了不同層間距和不同電極對(duì)異質(zhì)結(jié)輸運(yùn)性能的影響。