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摘要近来，由于C4N3在自旋电子学的应用潜力和过渡金属无磁性一直是的研究活动的重要主题。我们第一次通过泛函密度理论表明，最近实验实现石墨碳氮化（g - C4N3）显示一个铁磁基态。我们的研究结果突出表明了这种材料对现实不含金属的自旋电子学的应用的新希望。C4N3因其具有高居里温度而备受关注，C4N3具有很大的潜在应用价值。材料往往要应用于应力环境，反之，应力又可以用来调控材料的物性。这一结果的报道引发了对无过渡金属元素掺杂的石墨型C4N3,特殊性能的极大关注。研究结果有助于开辟一条寻找新型材料的新途径--无金属元素掺杂的无金属磁性材料，这有利于丰富及促进自旋电子学领域的发展。然而，材料的实际应用往往会受到外界环境的影响，因此，有必要对C4N3在不同环境下的物性进行系统研究。本论文的主要工作就是应用密度泛函理论研究不同应力对石墨型C4N3的电磁特性的影响。25914
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关键词：C4N3结构 无磁性 自旋电子 电磁特性
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title Strain effects on the electromagnetic property of C4N3
Abstract
Recently, because of the potential of C4N3application in the spin electronics and the magnetic transition metals, the study activity has been the main topic of the researchThe first time we have passed functional density theory show that recently experimentally implemented graphite carbon nitride (g- C4N3 ) shows an ferromagnetic ground state Our results highlight a new hope for the application of this material to the real - and - Metallic - electronics applications Because of its high Curie temperature, C4N3 has been concerned, and C4N3 has great potential applications Materials often applied in the stress environment, whereas, the stress can be used to control the material propertiesThe results of the research are helpful to find a new way of searching for new materials - no metal - doped magnetic material, which is helpful for enriching and promoting the development of the field of spin electronics However, the practical application of the material is often influenced by the environment, therefore, it is necessary to study the physical properties of C4N3 in different environmentThe main research work of this thesis is to study the influence of different stress on the electromagnetic properties of the graphite C4N3 by using the density functional theory
Keywords： graphite C4N3 structure Non magnetic spintronics electromagnetic property
目 次
1 绪论 1
11 序言 1
12半金属性 1
13 C4N3的研究现状 2
14本文的研究背景6
15本文的主要工作7
2 理论基础和计算软件 8
21 密度泛函理论 8
22第一性原理10
23电子自旋11
24VASP能带计算12
25VASP计算软件 13
26 计算方法14
3 双轴应变对C4N3物性的调控16
31 应变的定义16
31各种应变下C4N3几何结构分析16
32各种应变下的C4N3电学特性分析17
33各种应变下的C4N3磁学特性分析19
结论 20
致谢 21
参考文献 22
1 绪论
11 序言
1993年7月美国哈佛大学利用激光溅射方法研制成功氮化碳薄膜，并证实了它的结构应该硬度超过金刚石。[1]由于其潜在的在自旋电子学的应用程序最近过渡非金属和半金属的磁性一直是研究活动的主题。Sean C Smith第一次演示通过密度泛函理论,最近实验实现石墨碳氮化(g−C4N3)显示一个铁磁基态。我们的研究结果强调对现实的不含金属的自旋电子学应用，(g−C4N3)是一个新的有前景的材料。C4N3因其具有高居里温度而备受关注，Du等人又研究发现其具有半金属特性。作为二文高居里温度半金属材料，C4N3具有很大的潜在应用价值。材料往往要应用于应力环境，反之，应力又可以用来调控材料的物性。本课题基于上述原因，研究应力对C4N3物性的影响。建立双轴应变的阈值电压、I-V特性等关键电学参数模型并研究了双轴应变MOS器件的几何结构和物理参数与阈值电压的理论关系。石墨型C4N3（g- C4N3）由于其特殊的性能和代表性而受到人们的极大关注。由于无金属磁性和半金属特性在自旋电子学中的应用潜能，此方面的研究已逐渐成为一项热门课题。还进一步发现这种新材料具有一种内在半金属特征。研究结果有助于真正开拓无金属自旋电子学应用的广阔前景。这使得其在实际生活中的广泛应用成为可能。因此对C4N3的研究将具有重要意义。