石墨烯PdPS二维复合材料的电学和光学性质的理论研究开题报告

1. 研究目的与意义

单层磷硫化钯材料是一种最新预测的二维半导体材料，有望通过实验手段从体相材料中剥离制备，并且在电子器件领域有潜在的应用空间。

然而单层磷硫化钯的带隙较大，因此在薄膜电子器件领域也受到很大的应用限制。

将具有金属性的石墨烯和具有较大带隙的磷硫化钯材料进行复合，得到一种二维异质结构，这种二维异质结构预计可以优化调控石墨烯和磷硫化钯的性质，使其在电化学领域具有更广泛的应用。

2. 国内外研究现状分析

在此前的实验中，有发现石墨烯和二硫化钼的复合材料，其在热导率等各个方面相较于石墨烯单体和二硫化钼的单体都有不同程度上的提高和优化。

另外一种同样引起关注的复合材料是石墨烯和六角氮化硼，尽管影响并不算明显，但依然可以充分说明复合二维材料相较于单质二维材料有很大的提升和优化。

3. 研究的基本内容与计划

首先构建单层磷硫化钯结构和石墨烯结构的模型，通过结构优化确定最稳定的构型，计算两种模型的能带结构。

其次在得到优化好的磷硫化钯结构的基础上，构建磷硫化钯与石墨烯的复合结构模型，同时注意晶格匹配进行结构优化。

然后通过改变磷硫化钯与石墨烯的层间距，计算每个层间距下的体系总能量，比较确定最佳的层间距，计算结合能。

4. 研究创新点

我们这次的实验是使用了磷硫化钯作为和石墨烯复合的载体，磷硫化钯是一个带隙约为1.22445eV的间接带隙半导体，这样的带隙是偏大的，以至于不利于材料对可见光和红外光的有效吸收。

另外，磷硫化钯的晶体结构说明了它不存在范德瓦尔斯隙，作为实验的材料要更加方便适合。