二维材料自旋极化输运调控的第一性原理研究的任务书.docx

二维材料自旋极化输运调控的第一性原理研究的任务书
任务书
1.研究背景
目前，二维材料在磁性、光学和电学方面的应用得到了广泛关注。其中，自旋极化输运是一种重要的电学性质，可以用于开发新型自旋电子器件。通过对二维材料的自旋极化输运特性进行研究和调控，可以为自旋电子学领域提供新的思路和解决方案。
2.研究目的
本研究旨在通过第一性原理计算的方法，研究二维材料的自旋极化输运特性，并探究调控这些特性的方式和机制。具体目标如下：
（1）研究二维材料的电子结构和磁性特性，探究自旋极化输运的基本原理和机制。
（2）通过计算方法预测二维材料的自旋极化捕获效应和自旋流的极化方向，研究二维材料的自旋极化输运性能。
（3）研究和设计控制自旋极化输运特性的方法，例如施加电场、磁场或应力，通过计算探究调控机制并提出实现方案。
（4）分析不同条件下二维材料自旋极化输运性能的变化规律，为二维材料自旋电子器件设计提供理论指导。
3.研究内容和研究方法
研究内容：
（1）从理论上研究二维材料的电子结构和磁性特性，探究自旋极化输运的基本原理和机制。
（2）开展第一性原理计算，预测二维材料的自旋极化捕获效应和自旋流的极化方向，研究二维材料的自旋极化输运性能。
（3）研究和设计控制自旋极化输运特性的方法，例如施加电场、磁场或应力等。通过计算探究调控机制并提出实现方案。
（4）分析不同条件下二维材料自旋极化输运性能的变化规律，为二维材料自旋电子器件设计提供理论指导。
研究方法：
（1）采用密度泛函理论(DFT)和自旋漂移的Boltzmann输运理论相结合的计算方法，研究二维材料的自旋输运性质。
（2）通过VASP、QuantumESPRESSO和WIEN2k等软件对体系进行计算分析，包括电子结构、磁性、输运性质等方面的计算。
（3）借助理论模拟计算方法，分析不同条件下二维材料自旋极化输运性能的变化规律。
4.研究进度安排
（1）前期准备：2021年11月-2021年12月，主要任务：文献调研、研究方案制定、软件学习与调试。
（2）中期研究：2022年1月-2022年9月，主要任务：研究二维材料的自旋极化输运特性，研究和设计控制自旋极化输运特性的方法。
（3）后期研究：2022年10月-2023年1月，主要任务：分析不同条件下二维材料自旋极化输运性能的变化规律，写作研究报告。
5.研究成果要求
（1）发表至少2篇论文，其中一篇为学术期刊论文，一篇为国际会议论文。
（2）撰写一份10,000字左右的研究报告，其中包括研究背景、研究目的、研究内容、研究方法、研究进度和成果要求等内容。
6.研究预期效果
通过对二维材料自旋极化输运的研究，可以深入理解二维材料的自旋输运机理，并探究调控自旋极化输运的方法。研究结果可以为二维材料自旋电子器件的研发提供理论指导，并有望在磁性存储、自旋逻辑等领域得到应用。