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过渡金属—石墨烯纳米带体系的磁性与电子结构研究的开题报告
摘要：
石墨烯纳米带（GNR）作为一种新型二维材料，在纳米电子领域发挥着重要的作用。同时，过渡金属元素的掺杂可以改变GNR的宽度和电子结构，从而影响其磁性和电子输运性质。本文将系统研究过渡金属元素掺杂的GNR体系的磁性和电子结构以及其在器件方面的应用。
关键词：
石墨烯纳米带；过渡金属元素；磁性；电子结构；器件应用
一、研究背景和意义
随着纳米技术的不断发展，人们对二维纳米材料的研究越来越深入，石墨烯纳米带（Graphenenanoribbon，GNR）作为一种新型二维材料，因其具有优异的电学性质和独特的结构形态，成为一种备受关注的材料。GNR的宽度和边界结构对其电学性质有重要影响，因此对GNR的尺寸、形态和电子结构进行调控，可以得到具有不同性质和用途的GNR。为了进一步提高GNR的性能，还需要通过掺杂等方法来改变其电子结构和磁性特性。
过渡金属元素（Transitionmetal，TM）是一种重要的掺杂元素，具有丰富的物理和化学性质，并且能够影响材料的磁性和电子输运性质。因此，将过渡金属元素引入GNR体系中，可以调控其电子结构和磁性特性，为其在器件方面的应用提供新思路和途径。
因此，系统研究过渡金属元素掺杂的GNR体系的磁性和电子结构以及其在器件方面的应用，对于深入理解GNR的性能和开发新型纳米电子器件具有重要意义。
二、研究内容和方法
1、研究内容
本研究将系统研究过渡金属元素掺杂的GNR体系的磁性和电子结构，重点包括以下几个方面：
（1）研究不同过渡金属元素掺杂后的GNR体系的几何结构和电子结构特征；
（2）分析不同掺杂浓度对GNR体系磁性和电子输运性质的影响；
（3）探究过渡金属元素掺杂的GNR在磁性存储器、传感器、光电器件等方面的应用前景。
2、研究方法
本研究采用第一性原理计算方法，利用VASP软件包和DFT理论模拟过渡金属元素掺杂的GNR体系的几何结构和电子结构特征。通过分析不同掺杂浓度对GNR体系的磁性和电子输运性质的影响，探究其在磁性存储器、传感器、光电器件等方面的应用前景。并通过与实验数据的对比来验证理论计算结果的可靠性。
三、预期研究成果
（1）系统研究过渡金属元素掺杂的GNR体系的几何结构和电子结构特征；
（2）分析不同掺杂浓度对GNR体系磁性和电子输运性质的影响；
（3）探究过渡金属元素掺杂的GNR在磁性存储器、传感器、光电器件等方面的应用前景。
四、拟解决的关键问题
（1）过渡金属元素掺杂对GNR体系的磁性和电子输运性质的影响机理；
（2）过渡金属元素掺杂的GNR在磁性存储器、传感器、光电器件等方面的应用前景。
五、研究计划
1、第一年：对过渡金属元素掺杂的GNR体系的几何结构和电子结构特征进行第一性原理计算，并分析不同掺杂浓度对其磁性和电子输运性质的影响；
2、第二年：进一步探究过渡金属元素掺杂的GNR在磁性存储器、传感器、光电器件等方面的应用前景；
3、第三年：总结研究成果，论文撰写、发表。