摘要本文首先介绍了过渡金属二硫化物目前的研究进展以及其制备方法，并引出了文中讨论的三硫化钛，然后介绍了外界调控材料性质的一些方法。随后介绍了量子力学第一性原理计算方法，以及密度泛函理论中Hohenberg-kohn 定理 ，kohn-Sham 方程和自洽计算。最后从三硫化钛二维结构出发，通过应用密度泛函理论（DFT）在Dmol3中完成几何优化和电子结构计算，并与VASP模拟的结果进行了对照，同时通过施加垂直外加电场来研究其对二维TiS3电子性质的调控，发现带隙随电场强度的增加而减小，并在0.3V/ Å左右的外加电场下发生半导体到金属的转变。43105

毕业论文关键词     第一性原理     三硫化钛  电子性质  外加电场

毕业设计说明书外文摘要

Title        External Electric Field On The Electronic  Properties Of Two-dimensional TiS3 Regulation                                         

Abstract

This paper first introduced current research progress of the transition metal disulfide  and methods for their generation, leading to Titanium trisulfide discussed in the paper, and then we described some methods of regulating the properties of materials from the outside. This paper then introduced the First-principles quantum mechanical calculation methods, density functional theory, Hohenberg-kohn Theorem, kohn-Sham equations and the self-consistent calculation. Finally, we started from the three-dimensional structure of titanium sulfide and completed geometry optimization and electronic structure calculations in Dmol3 with the method of density functional theory (DFT). Comparing with the results of the VASP simulation, we applied an electric field which is perpendicular to study its regulation on electronic properties of two-dimensional TiS3. We found that the band gap decreases with the increasing field strength, and the change from the semiconductor to the metal occurs under the applied electric field of about 0.3V / Å.

Keywords   First-principle    Titanium trisulfide    Electronic Properties  Applied electric field

目   录

1引言1

2过渡金属二硫化物及三硫化钛的研究现状3

  2.1研究现状 3

  2.2二维过渡金属二硫化物的制备方法 4

     2.2.1 剥离法 4

     2.2.2 化学气象沉积法 4

     2.2.3 水热法 5

  2.3三硫化钛的预测 5

3简述外界调控材料性质的方法 7

  3.1通过拉伸应力调节二维材料 7

  3.2通过外加电场调节二维材料 7

4实验原理 9

  4.1 第一性原理介绍 9

  4.2常用的第一性原理计算软件VASP 9

5实验结果及分析 11

  5.1未加电场时能带结构以及态密度 11

     5.1.1 Material Studio下实验结果11

     5.1.2 VASP下实验结果12

    5.2施加外加电场后能带结构以及态密度 13

  5.3带隙随电场的变化曲线 17

结论  19

致谢  20

参考文献21 

1  引言

纳米技术是近几十年发展起来的新兴科学，是指在纳米尺度范围内对原子、分子等进行加工和操作的技术，它使得我们对微观世界的认识越来越深刻。其中的低维纳米材料由于具有很多不同于体材料的特性，吸引着人们不断去探索和研究。

“纳米”一词最早被用于技术上是由日本在1974年底首先提出的，但是直到20世纪80年代，“纳米”来被拿来命名材料。 其实，中国古代的字画里所用的墨就是由纳米数量级的碳组成的，因此也就可以历经千年而保存完好。