四元准二维半导体材料的光电特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

目前，我国经济发展速度逐渐加快，社会各行各业应用电子设备的数量逐渐增加。在这种情况下，半导体材料的应用价值开始迅速提升。半导体属于信息化社会的重要应用材料之一。通过对此类材料进行系统化加工，能够使其在各行各业发挥良好的应用价值。半导体材料本质上属于一种特殊应用物质，其导电能力介于导体或绝缘体之间，具有良好的应用价值，在电子设备中可以发挥重要作用。通过应用半导体材料制作相关零部件，能够为大规模集成电路或器件的应用提供重要支持，有利于设备运行速度或稳定性进一步提升。因此,半导体材料是不可或缺的基础产品，且不论现代社会如何发展,半导体材料的地位始终如初。

由于二维半导体材料具有超薄、高迁移率、可低温制备、便于转移和集成等优势而受到人们的关注。但是二维材料的数量在一千种以上，包括带隙基本为零的石墨烯、带隙在1到3ev左右的半导体以及带隙较宽的绝缘体，所以二维材料需要探索和试验的东西还有很多，前景也非常广阔。因此我们研究了一种四元准二维的半导体材料，探究其光电特性，为准二维半导体材料在各行各业提供更多的发展。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

(1)调研近10年四元准二维光电半导体材料,及其相应的研究和应用。

(2)寻找理论研究空缺的四元准二维光电半导体材料。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：密度泛函理论

是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法。 密度泛函理论在物理和化学上都有广泛的应用，特别是用来研究分子和凝聚态的性质，是凝聚态物理和计算化学领域最常用的方法之一。密度泛函理论可以解决原子分子物理中的许多问题，如电离势的计算，振动谱研究，化学反应问题，生物分子结构等等。

对于密度泛函理论中的hohenberg-kohn定理：

4. 参考文献

[1] tao q, lu j, dahlqvist m, et al. atomically layered and ordered rare-earth i-max phases: a new class of magnetic quaternary compounds[j]. chemistry of materials, 2019, 31(7): 2476-2485.

[2] zhang h, li w, zhang x, et al. quasi-2d bromide perovskite nanocrystals with narrow phase distribution prepared using ternary organic cations for sky-blue light-emitting diodes[j]. applied physics letters, 2021, 118(8): 083302.

5. 计划与进度安排

(1) 2024-12-14～2024-01-19 复习量子力学和固体物理等基础课程，学习密度泛函理论的基本知识；

(2) 2024-01-20～2024-02-12 调研有关四元准二维光电半导体材料的相关文献资料，提出研究方案，完成开题报告。

(3) 2024-02-13～2024-03-13 学习晶体模型的建立方法；学习第一性原理计算软件包vasp的使用方法；用第一性原理方法计算传统四元半导体材料cu₂znsns₄、电子结构性质，包括，晶格结构、态密度、能带结构等，逐步掌握计算方法。