石墨烯是一種具有獨特物理結(jié)構(gòu)和優(yōu)越電子性質(zhì)的二維納米材料，首次通過機械剝離方法制備出來，因為優(yōu)秀的性能，科研人員爭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，且電流開關(guān)比極低，這些缺陷限制了它成功應用于現(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)在的硅基半導體技術(shù)的兼容性是其另外一個優(yōu)點。因此，研究基于硅烯/鍺烯的微電子功能器件對于在下一代集成電路領(lǐng)域占領(lǐng)制高點意義重大。
　　因此，本書主要利用基于密度泛函理論的第一性原理，對類石墨烯的硅烯、鍺烯、磷烯和錫烯等二維材料的性能進行調(diào)控，并對新型二維材料進行預測和性能研究。主要內(nèi)容如下：
　�。�1）研究了拓撲缺陷（48缺陷）對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體特性，而扶手椅型硅烯納米帶為間接帶隙半導體。增加缺陷濃度，發(fā)現(xiàn)鋸齒型硅烯納米帶又由半導體特性轉(zhuǎn)□為金屬特性。當沿X軸方向外加電場時，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）摻雜對扶手椅型硅納米帶的電子和輸運性能的影響，其中硼/氮共摻雜的ASiNRs的輸運性質(zhì)、微分電導表現(xiàn)出振蕩性。同時，系統(tǒng)研究了磷摻雜對鍺烯性能的調(diào)控。
　�。�2）研究了磷烯雙分子層吸附有機分子苯的電子性質(zhì)。通過計算發(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，這說明吸附體系的帶隙主要取決于自身的堆疊方式。并對小分子吸附進行了系統(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用于氣體傳感器上，而且還給改□磷烯的極性這一問題提供了有效途徑。本書也對單層磷烯吸附小分子的體系進行了深入研究。
　�。�3）探討了帶寬□化對氧原子鈍化鋸齒形磷烯納米帶的電子結(jié)構(gòu)和輸運性質(zhì)呈現(xiàn)出的□化。研究表明，不同的帶寬對輸運性能的影響非常明顯。系統(tǒng)研究了過渡金屬鈍化的磷烯納米帶的磁性以及電子性質(zhì)。對于錳鈍化的情況，這個體系表現(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異質(zhì)結(jié)輸運性能的影響。