1. 研究目的与意义及国内外研究现状

石墨烯的氧分子吸附导电性变化相关的实验结果中有一些结果非常引人思考。banno等，对以热丝cvd法合成的碳纳米华尔（carbon nano-wall；以下简称，cnw）的导电率的环境依赖性进行了调查。可以认为成长起来的cnw墙结构是由包括结构缺陷在内的石墨烯的多层结构组成的，通过这个实验，cnw的电导率在大气中，真空中，氧气中根据测定环境不同结果几乎可逆变化的。经过一段时间发展成的cnw在氧气中或大气中的导电度，相较于真空中的导电率比是较低的（真空中的值44.85对s/cm，氧气中1.6%，而在大气中下降了1.3 %）。从实验结果而言，作为可能性之一，在cnw-2-薄膜中导电率的变化是与cnw的表层相关的，也就可以推测出电子被表层物理吸附，受氧气所限，从而导电度减少了。

本课题中将会对石墨烯stw缺陷与氧分子容易吸附位置的关系进行调查，考察可能实际发生吸附。和无缺陷石墨烯的调查类似，在这里探讨由于氧气的吸附而导致结构变化和吸附能，再有，将以计算的方式得出伴随氧分子吸附而产生的能带结构的变化。

国内外研究现状

2008年，英国科学家宣布他们用石墨烯制造出一种只有1个原子厚、10个原子宽的超微型晶体管。2009年，日本富士通研究所宣布，他们用石墨烯制作出了几千个晶体管。

2011年，ibm向媒体展示了其最快的石墨烯晶体管，美国研究人员开发出一种新型储能设备，可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。2012年1月，英国曼彻斯特大学教授安德烈〃海姆最近利用氧化石墨烯制作出了一种新型隔气透水材料。这种材料的神奇之处在于，绝大多数液体和气体都无法通过它，但水蒸气可以畅通无阻。

2. 研究的基本内容

1. 利用第一性原理计算程序vasp研究石墨烯三种缺陷的形成能

2. 利用第一性原理计算程序vasp研究有缺陷的单层石墨烯的三种不同吸附

3. 尝试从理论角度理解有缺陷的单层石墨烯的导电率对氧气环境的依赖性

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2016/02-2016/03第一原理计算、密度泛函理论等基础理论学习；

2016/03-2016/04学习使用vasp等计算软件；

2016/04-2016/06 撰写毕业论文。

4. 参考文献

[1] k.s. novoselov, a.k. geim, s.v. morozov, d. jiang, y. zhang, s.v. dubonos,i.v. grigorieva, a.a. firsov, science 306, 666 (2004).

[2] f. schedin, a.k. geim, s.v. morozov, e.w. hill, p. blake, m.i. katsnelson,k.s. novoselov, nature mater. 6, 652 (2007).

[3] y. yang, r. murali, appl. phys. lett. 98, 093116 (2011).