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| 編輯推薦： |
本书是在作者数年来对类石墨烯二维材料研究的基础上撰写而成，主要特色如下：
1. 石墨烷和砷烯是近几年来发现的新型类石墨烯二维材料，本书紧跟前沿系统探究了其电磁学性质和气敏特性。
2. 详细介绍了掺杂和缺陷对石墨烷和砷烯基底的电磁学性质的影响，为设计新型电磁学器件提供理论指导。
3. 对石墨烷和砷烯的气敏特性进行了详细介绍，为新型气体传感器的发展奠定了理论基础。
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| 內容簡介： |
本书系统介绍了掺杂与缺陷对类石墨烯二维材料石墨烷和砷烯电磁学性质的影响，为设计制造新型电磁学器件给予理论指导，并基于掺杂和缺陷基底探究了其与不同分子间的相互作用，探究其气敏特性，为新型气体传感器的设计提供理论基础。本书共分为10章：第1章和第2章介绍了石墨烷和砷烯的研究背景及理论方法；第3～5章介绍了掺杂和缺陷对砷烯的电磁学性质的改性；第6～10章介绍了石墨烷和砷烯的气敏特性。
本书可供碳纳米材料领域的科研人员参考，也可作为高等院校相关专业本科生和研究生的参考书。
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| 目錄：
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第1章 绪论 1
1.1 石墨烷 2
1.2 砷烯 3
参考文献 3
第2章 理论方法 7
2.1 密度泛函理论 8
2.1.1 绝热近似 9
2.1.2 Kohn-Sham方程 10
2.1.3 交换关联能泛函 12
2.2 布洛赫定理 13
2.3 平面波和赝势 15
2.3.1 平面波方法 15
2.3.2 赝势 17
参考文献 21
第3章 过渡金属掺杂含空位缺陷石墨烯的电磁学性质 25
3.1 概述 26
3.2 计算方法与模型 27
3.3 结果与讨论 28
3.3.1 含空位缺陷的砷烯 28
3.3.2 过渡金属掺杂的空位缺陷砷烯 31
3.3.3 电学和磁学性质 33
3.4 本章总结 45
参考文献 45
第4章 过渡金属掺杂Stone-Wales缺陷砷烯的电磁学性质 51
4.1 概述 52
4.2 计算方法与模型 52
4.3 结果与讨论 53
4.3.1 含Stones-Wales缺陷的砷烯 53
4.3.2 过渡金属掺杂的Stone-Wales缺陷砷烯 54
4.3.3 电学和磁学性质 57
4.4 本章总结 69
参考文献 70
第5章 含Stone-Wales缺陷砷烯吸附过渡金属原子的电磁学性质 75
5.1 概述 76
5.2 计算方法与模型 77
5.3 结果与讨论 78
5.3.1 过渡金属原子在砷烯表面的吸附 78
5.3.2 电学与磁学性质 81
5.4 本章总结 94
参考文献 94
第6章 H缺陷对石墨烷吸附CO和NO气敏特性的影响 101
6.1 概述 102
6.2 计算方法与模型 103
6.3 结果与讨论 104
6.3.1 CO和NO在完整和含H缺陷石墨烷表面的吸附特性 104
6.3.2 电学和磁学性质 109
6.4 本章总结 113
参考文献 113
第7章 B、N、S、Al掺杂的石墨烷吸附HCN的气敏特性 119
7.1 概述 120
7.2 计算方法与模型 121
7.3 结果与讨论 122
7.3.1 掺杂石墨烷的结构 122
7.3.2 HCN分子的吸附特性 127
7.3.3 电磁学性质 132
7.4 本章总结 139
参考文献 140
第8章 Cr和Mn掺杂的石墨烷吸附H2CO的气敏特性 145
8.1 概述 146
8.2 计算方法与模型 146
8.3 结果与讨论 147
8.3.1 H2CO分子的吸附特性 147
8.3.2 吸附体系的电子结构 153
8.4 本章总结 157
参考文献 158
第9章 Ni、Cu掺杂石墨烷吸附2,3,7,8-四氯二苯并对二英（TCDD）的气敏特性 163
9.1 概述 164
9.2 计算方法与模型 166
9.3 结果与讨论 167
9.3.1 Ni和Cu掺杂的石墨烷 167
9.3.2 TCDD分子的吸附特性 171
9.3.3 电磁学性质 174
9.4 本章总结 179
参考文献 179
第10章 缺陷和掺杂对砷烯吸附HCN气敏特性的影响 185
10.1 概述 186
10.2 计算方法与模型 187
10.3 结果与讨论 188
10.3.1 缺陷对砷烯吸附HCN的影响 188
10.3.2 掺杂对砷烯吸附HCN的影响 195
10.4 本章总结 205
参考文献 206
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| 內容試閱：
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石墨烯由于其独特的分子结构、良好的热稳定性、优异的力学和电学性能引起国内外学者的广泛关注与研究。然而,由于其独特的零带隙电子结构和零质量的狄拉克费米子行为,很大程度上限制了石墨烯的应用。石墨烷和砷烯是两种典型的类石墨烯二维材料。石墨烷是基于石墨烯加氢得到的氢化石墨烯,砷烯是同样具有网状结构的单层砷原子组成的新型二维材料,它们具有一定的带隙,是典型的半导体材料。在石墨烷的制备中可以调控氢覆盖率,而在砷烯的制备过程中也不可避免地会出现各种缺陷。氢缺陷和结构缺陷的出现,影响和改变了石墨烷和砷烯的物理和化学性质。同时,实验和理论证明掺杂是一种调控二维材料性质的有效办法。本书探究了缺陷和杂质的出现对石墨烷和砷烯的电磁学性质的调控机制,研究了掺杂基底对不同气体分子的气敏特性,这不仅对二维材料的应用探究有重要价值,对整个物理的许多相关领域的发展都能起到极大的推动作用。
本书是由河南科技大学物理工程学院周清晓在多年对石墨烷和砷烯的研究基础上撰写而成。本书首先介绍了石墨烷和砷烯的发展现状,并对本书计算中用到的相关理论基础作了介绍。后面的章节主要介绍不同类型的缺陷和杂质对石墨烷和砷烯电磁学性质的影响、不同分子在含缺陷和掺杂的石墨烷和砷烯基底的吸附性质等。
与本书相关的研究和分析工作得到了河南科技大学的大力支持,同时也得到了国家自然科学基金11604080、河南科技大学博士科研启动基金、河南科技大学青年学术带头人基金的资助,在此深表感谢。
由于作者水平有限,书中难免存在不足之处,敬请读者批评指正。
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