1. 本选题研究的目的及意义
石墨烯作为一种由碳原子构成的单原子层二维材料，由于其独特的结构和优异的电子、光学、力学等性质，在纳米电子器件、储能材料、传感器等领域具有广阔的应用前景。
然而，本征石墨烯的零带隙特性限制了其在电子器件领域的应用。
为了进一步拓展石墨烯的应用范围，对其进行改性以调控其电子结构和相关物理性质至关重要。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，石墨烯作为一种具有优异性能的新型二维材料，引起了国内外研究者的广泛关注。
众多学者致力于探索石墨烯的制备方法、物理化学性质以及潜在应用价值。
其中，金属原子修饰石墨烯作为一种有效的改性手段，成为了当前研究的热点之一。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将采用密度泛函理论计算方法，对附着铜原子的单层石墨烯的相关物理性质进行系统研究。
主要内容包括以下几个方面：
1.构建模型:首先构建稳定的单层石墨烯模型，并在此基础上研究不同浓度铜原子在石墨烯表面的吸附，确定最稳定的吸附位点和吸附能，分析铜原子吸附对石墨烯晶格结构的影响。
2.电子结构分析:计算并分析铜原子吸附前后石墨烯的能带结构、态密度和电荷密度分布，揭示铜原子对石墨烯电子结构的调控机制，例如能带间隙的变化、杂质态的引入等。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法，借助MaterialsStudio软件中的CASTEP模块对附着铜原子的单层石墨烯的相关物理性质进行模拟计算。
首先，构建稳定的单层石墨烯模型，并进行结构优化，得到其基态结构参数。
然后，在石墨烯模型的基础上，将铜原子分别放置在不同的吸附位点上，通过计算体系的总能量和吸附能，确定最稳定的吸附构型。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：1.系统研究不同浓度铜原子吸附对单层石墨烯结构和物理性质的影响，揭示铜原子浓度与石墨烯性能之间的构效关系。
2.结合光学性质和输运性质的计算结果，综合评估铜原子修饰石墨烯在光电器件和纳米电子器件领域的应用潜力，为其实际应用提供理论指导。
3.通过对计算结果的深入分析，提出铜原子调控石墨烯物理性质的可能机制，为进一步设计和开发新型石墨烯基材料提供新的思路。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 付佳宁, 彭长涛, 王宇, 等. 单层石墨烯的透射特性[J]. 光学学报, 2023, 43(4): 0423002.
[2] 谢亚辉, 谢亚南, 陈俊. 基于石墨烯的太赫兹超材料吸波器研究进展[J]. 物理学报, 2022, 71(14): 148101.
[3] 常春. 基于石墨烯和二维材料的光学非线性特性及应用研究[D]. 长春: 吉林大学, 2021.
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