纳米材料作为21世纪的新型材料具有广阔的研究应用前景，二维的石墨烯可以作为其他维度材料的砖瓦，如富勒烯和碳纳米管，以及三维的石墨。自从2004年单层石墨烯被分离出来起，关于二维石墨烯材料的研究爆炸性增长。石墨烯具有非常优异的性质，它作为具有零带隙的二维材料，常常被称为半金属，或者零带隙半导体。然而其零带隙特性使得它在电子元件中的应用受到了限制。

二维材料展现出不同于体相的各种新奇性质,在未来的光电器件、自旋电子学、量子能源、催化等领域具有广阔的应用前景。寻找新的二维材料,探索其特殊的物理、化学性质,并对其进行调控,成为近年来低维材料领域的一个研究热点。

基于密度泛函理论的第一性原理方法,预言了一系列新型二维单层材料,探索了对黑磷烯及锡烯的电子结构和磁性进行调制的有效途径。用粒子群优化算法的结构搜索(CALYPSO)结合基于密度泛函的第一性原理计算,研究了基于VI族元素的二维材料的结构和性质。预言了一类由类金属元素Te构成的新型VI族二维材料-碲烯，这项研究把二维材料的研究扩展至VI族领域,并为二维材料的设计提供了新的形成机制。采用基于密度泛函的第一性原理方法,探索了III-V族二元单层化合物BP的新型同素异构体的结构和电子性质。预言了4种稳定的B、P化合物的二维结构，除了六角结构的h-BP,还可以形成sp2杂化、由六元环构成的平面结构;以及P的sp3和B的sp2杂化形成的4-8环和3-9环的褶皱状结构。此外基于密度泛函理论的第一性原理方法预言了锡烯中可能存在的四种缺陷链结构。锡烯中除了和石墨烯类似的5-8-5缺陷链,还存在三种不同类型的5-7环结构。不同缺陷结构对锡烯的电子性质的调制具有显著差异。通过氢钝化及吸附浓度的改变,可以实现锡烯从半导体到金属的转变。

张首晟等的计算表明，室温下锡烯是一种大能隙二维拓扑绝缘体(topological insulator)：电子不能在材料内部运动，但可以沿着材料边缘快速运动，而不会与其他电子进行碰撞。这意味着锡烯可能具有无热损耗导电的特性。

与石墨烯相似，锡烯在制备或测试的过程中不可避免的会产生一些缺陷 ，例如空位缺陷(包括单原子空位缺陷和双原子空位缺陷)、 SW（Stone-Wales）拓扑缺陷、增原子缺陷和其他非拓扑结构缺陷等，本论文拟利用材料科学计算软件Materials Studio高效、合理的创建锡烯纳米带单空位缺陷锡烯、双空位缺陷锡烯（邻间对）等不同的模型研究缺陷对其电子结构的影响。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容

① 查找资料构建锡烯模型，优化模型并计算其能带结构、态密度等电学性能参数，验证结果的合理性。