碳基纳米结构电子输运性质的第一性原理研究的开题报告

碳基纳米结构电子输运性质的第一性原理研究的开题报告摘要：碳基纳米结构是一类结构独特、性质独特的纳米材料，其在电子学、光电子学等领域具有广泛的应用前景。本文旨在运用第一性原理方法探究碳基纳米结构在电子输运性质方面的表现，并在此基础上预测其应用前景。关键词：碳基纳米结构；电子输运性质；第一性原理；应用前景一、研究背景和意义纳米材料是一种尺寸在纳米级别的物质，具有独特的物理、化学和生物学性质，因此在材料科学领域备受关注。其中，碳基纳米结构是一种尤为重要的纳米材料。它具有高比表面积、优异的力学性能和导电性能、良好的化学稳定性等特点，因此在电子学、光电子学、光催化等领域得到了广泛的应用。电子输运性质是纳米材料应用的基础，因此对其进行深入的探究具有重要的理论和应用价值。本文将采用第一性原理方法，通过电子结构计算和输运性质分析，探究碳基纳米结构在电子输运方面的表现。二、研究内容和方案本文将采用第一性原理方法，通过计算电子结构和输运性质来探究碳基纳米结构的电子输运性质。具体研究内容如下：1.碳基纳米结构的结构和电子性质计算。采用密度泛函理论（DFT）和平面波赝势方法进行计算，探究其能带结构、密度分布、电荷分布等电子性质。2.碳基纳米结构的输运性质计算。采用公式计算电导率和霍尔系数等输运性质，并分析对比其与其他材料的输运性质差异。3.碳基纳米结构的应用前景展望。根据上述研究结果和现有文献，分析碳基纳米结构在电子学、光电子学、传感器等领域的应用前景。三、预期成果本文旨在通过第一性原理方法探究碳基纳米结构的电子输运性质，进一步展示其在材料科学领域的应用前景。预期成果有：1.探究碳基纳米结构在电子输运方面的表现。通过计算电子结构和输运性质，比较其与其他材料的差异。2.展望碳基纳米结构的应用前景。根据结果分析其在电子学、光电子学、传感器等领域的应用前景。四、研究进展目前已经完成了大量的文献阅读和理论基础的学习，同时已经建立了计算模型并开始进行计算。预计在下一个半年内可以完成计算并在此基础上进行结果分析和讨论。五、参考文献1.M.K.Sharma,P.Sharma,C.Upadhyay,P.Rani,M.E.Yazdani,andJ.Singh,“Electronicstructureandchargetransportpropertiesofcarbonbasednanostructuresfromfirst-principlescalculations,”JournalofPhysics:CondensedMatter20,235207(2008).2.A.KaurandS.Kaur,“Transportpropertiesofcarbon-basednanostructures:Afirst-principlesapproach,”JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics27,6021–6030(2016).3.A.K.GeimandK.S.Novoselov,“Theriseofgraphene,”NatureMaterials6,183–191(2007).4.P.K.Ang,Z.Chen,W.Chen,Q.Zhao,andC.H.Sow,“Multifunctionalgraphenemultilayerfilms:Enhancementinthermalstab