二维五角结构过渡金属硫系化合物的电子结构研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

二维材料作为一种新兴的材料，近年来在物理、化学、材料科学等领域引起了广泛的关注。

过渡金属硫族化合物(tmds)作为二维材料的典型代表，由于其独特的电子结构和性质，在电子、光电子、催化等领域展现出巨大的应用潜力。

传统的二维tmds大多以六方结构为主，然而，近年来，五角结构的二维tmds因其独特的几何结构和电子特性引起了研究人员的极大兴趣。

2. 本选题国内外研究状况综述

二维材料的研究近年来取得了巨大的进展，特别是以石墨烯为代表的二维六方结构材料，在电子、光学和能源领域展现出巨大的应用潜力。

然而，传统的二维材料大多以六方结构为主，其结构和性质上的局限性限制了其进一步发展。

近年来，五角结构的二维材料因其独特的几何结构和电子特性，逐渐引起了研究人员的关注。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题将采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，系统研究二维五角结构过渡金属硫系化合物的电子结构，分析其结构与性质之间的关系，并探讨调控其电子结构的方法。

1. 主要内容

1.研究二维五角结构tmds的晶体结构和对称性，构建合理的结构模型；2.计算分析二维五角结构tmds的电子能带结构，确定其能带特征、带隙类型和带边位置，并与相应的六方结构tmds进行比较，揭示五角结构对电子特性的影响；3.计算分析二维五角结构tmds的态密度，分析不同原子轨道对态密度的贡献，揭示其成键特征和电子性质；4.探讨应力、掺杂、构建异质结等手段对二维五角结构tmds电子结构的调控作用，为设计和优化其性能提供理论指导。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论计算与模拟的方法进行研究，主要步骤如下：1.理论学习：学习掌握密度泛函理论、平面波赝势方法等相关理论知识，以及MaterialsStudio、VASP等材料计算软件的使用方法；2.模型构建：根据相关文献报道，构建二维五角结构过渡金属硫系化合物的晶体结构模型，并进行结构优化，得到稳定的结构；3.电子结构计算：利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，对优化后的结构进行电子结构计算，得到其能带结构、态密度等信息；4.数据分析：分析计算得到的电子结构数据，揭示二维五角结构TMDs的成键特征、电子性质以及结构与性质之间的关系；5.调控研究：通过改变应力、掺杂、构建异质结等方式，模拟调控二维五角结构TMDs的电子结构，探索提高其性能的方法；6.结果总结：总结研究成果，撰写论文，并进行论文答辩。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.系统研究二维五角结构TMDs的电子结构，揭示其与传统六方结构TMDs在电子结构上的差异，为理解五角结构对材料性质的影响提供新的视角；2.探索通过应力、掺杂、构建异质结等手段调控二维五角结构TMDs电子结构的方法，为设计高性能的电子、光电子和催化材料提供理论依据；3.将理论计算与实验研究相结合，验证理论计算结果的可靠性，并为实验合成新型二维五角结构TMDs材料提供理论指导。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 翁育希, 吴佩, 张华. 二维材料的机遇与挑战[j]. 中国科学:化学, 2022, 52(1): 1-3.

[2] 黄元, 高尚. 二维过渡金属硫族化合物光电探测器研究进展[j]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(11): 110001.

[3] 孙靖宇, 孙长庆. 二维材料的范德华异质结[j]. 物理, 2018, 47(12): 786-796.