《類石墨烯性的矽納米結構之研究》是依託杭州師範大學，由丁一擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：類石墨烯性的矽納米結構之研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：丁一
- 依託單位：杭州師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
石墨烯材料由於其低維狄拉克電子性質而成為凝聚態物理研究的熱點，而傳統的矽納米結構，如矽納米管、矽納米線則缺乏與之媲美的物理特性。本項目以我們前期發現的矽六角晶格平面為出發點，對具有類石墨烯性的零能隙半金屬性矽平面及相應的矽納米帶開展研究工作。利用第一性原理和分子模擬相結合的方法，研究起伏因素對矽平面直線形色散關係的影響，揭示不同起伏周期、起伏高度、化學修飾對二維平面、一維納米帶電子結構的調控機制。通過系統性的研究金屬表面和矽納米結構之間的相互作用，本項目將揭示元素種類、體結構類型及表面晶面取向對矽平面、矽納米帶的合成過程與物理性質的影響規律，闡明矽平面、矽納米帶和矽納米管、矽納米線之間的轉變關係，得到類石墨烯性矽納米結構的穩定性與化學勢相圖。本項目的研究工作，通過發現矽納米材料中的新現象新機制，為實驗合成提供有效的理論機制，也為納米電子學、矽納米器件的發展提供理論基礎和技術思路。
結題摘要
矽納米材料，因其二維矽烯結構具有和石墨烯相似的狄拉克電子性質，而得到科學界的廣泛關注。在本項目中，我們對於矽基納米材料獨特的物理結構和豐富的電子性質開展理論研究工作，獲得了以下研究成果：確認了二維矽平面在全氫化、全氟化條件下的穩定結構及其電子性質；展現了鋸齒形矽納米帶在不對稱邊緣條件下的磁學特徵；發現了邊緣再構對於矽納米帶的結構穩定性和電子性質的調控機制；預測了一類新型矽烯的半導體性基底材料與其對矽烯物性的影響；全面探索了二元矽化物納米平面的結構和性質；發現了二維矽氧化物、鍺氧化物獨特的力學特性和輸運特徵；預測了矽烯、鍺烯在二維應力調節下的自摻雜現象；獲得了一類具有各向異性狄拉克電子性質的矽碳平面結構；解釋了鋸齒形矽碳納米帶的自旋半金屬性；並開展了其它相關納米材料的研究工作。截止二〇一四年十二月，已正式發表SCI科研論文16篇，其中包括APL5篇，JPCC4篇，PSS-RRL3篇，並有1篇被選PSS-RRL期刊的封底論文（2013年6月期）。我們的研究工作對於理解矽平面及其納米條帶結構的穩定性和電子性質、其內在的電學、磁學等性質的調控機制、以及新型矽基納米材料的設計提供了紮實的理論依據和有效的理論預測。
