1. 研究目的与意义
背景：近年来,二维材料如石墨烯、氮化硼、黑磷、二硫化钼以及它们独特的性质引起了人们对二维材料以及由它们构成的异质结的研究热潮。二维材料铁电性质的研究是近几年刚起步的研究方向。在外部电场下具有可逆温度变化能力的材料，称为电热效应（ece），长期以来一直被认为是一种有前途的固态冷却解决方案。然而，ec 材料的电热（ec）性能通常不足以用于实际的冷却应用。因此，探索高性能的ec 材料具有极大的兴趣和重要性。
目的和意义：与电热材料相比，使用电热材料的电致冷机噪声低，环境友好，并且可以缩小到较小的尺寸。普通的蒸气压缩式冰箱电热材料。与其他磁场感应冷却技术（例如磁热和机械热冷却）相比，这种冷却还容易实现且成本更低，这是因为电场很容易实现并且可以访问。因此，电热效应有望用于未来的冷却应用，尤其是在微米或纳米级的芯片冷却中。由于在铁电-顺电（fe-pe）相变温度（居里温度，tc）附近存在较大的极化变化，因此铁电材料中的电热效应引起了人们的特别关注。它还定义了工作方式。铁电冷却器的温度范围高于室温但接近室温的 tc 对于实际应用很重要。因此， 居里温度附近会随着工作温度和绝热温度的变化而变化（|Δt|，|Δt| /|Δe|作为 ec 强度（如果通过电场归一化）和等温熵变（|Δs|，|Δs| / |Δe|如果通过电场归一化）是 ec 性能的关键参数实现电热的主要挑战之一较低的|Δt|和|Δs|在目前的 ec 中材料。ec 冷却器的实现需要搜索具有高 ec 性能的 ec 材料。具有范德华层状结构的铁电材料，其层间的范德华相互作用弱，易于形成范德华异质结构，可能由于不同的平面外特性而对铁电极化转换和 ec 特性产生重要影响范德华间隙导致铁电极化转换过程。同时，范德华层的热传递性质分层材料在平面内和平面外方向上具有很强的各向异性，并且可以在吸热，散热和实际 ece 设计方面提供特殊的性能冷却装置。最近开始研究 2d 材料中的铁电，但目前很少见，因为有限的研究工作。具有范德华异质结构的 ec 材料仍未开发。同时，在 ec 冰箱中还需要绝缘的 ec 材料以避免焦耳热。cuinp2s6（cips）最近已作为 2d 探索tc 约为 315 k 且可切换的铁电绝缘子极化低至约 4 nm。作为具有 tc 以上但接近室温的2d 铁电绝缘体，cips 可以成为 ec 冷却应用的潜在候选者。在这里，我们报告有关铁电绝缘子的 ece，cips 具有范德华分层结构。315 k 时的tc为仅略高于人体温度，因此该材料可以在广泛的实际冷却应用中使用。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
4纳米厚度的cuinp2s6薄膜已经被实验证实可以在室温下保持比较好的铁电性，自发极化垂直于膜面，随着薄膜厚度的继续降低，比如说到氮原子层（4埃左右），薄膜的基态已经有理论计算表明示反铁电态，这对于利用cuinp2s6薄膜设计铁电存储器件是不利的。为此， 本课题试图从理论上探索如何实现单层cuinp2s6薄膜的稳定铁电相。
预期目标：
3. 研究的方法与步骤
利用vasp软件进行第一性原理计算，然后对计算结果进行分析研究
具体工作如下：
(1)查找资料，了解第一性原理计算的基本原理以及linux系统的主要指令。
4. 参考文献
1、liu f c, you l, seyler k l. room-temperature ferroelectricity in cuinp2s6 ultrathin flakes[j]. nat. commun., 2016, 7: 12357.
2、you l, zhang y, zhou s. origin of giant negative piezoelectricity in a layered van der waals ferroelectric[j]. sci. adv., 2019, 5(4): eaav3780.
5. 计划与进度安排
1、2022年12月9日-2022年3月1日：下发英文翻译文献以及毕业设计任务书
2、2022年2月24日-3月8日：提交开题报告等材料（开题报告、外文翻译等）
3、2022年3月9日-5月31日：按开题报告撰写论文
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