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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

石墨烯作为一种超薄的而且仅有单原子层厚度的二维纳米材料，自２００４年在实验室通过机械剥离法获得来，石墨烯掀起了广大科研工作者的研究热潮。由于石墨筛太薄仅有单原子层厚度，因此它的化学性质、电学性质、热学性质、机械性质及光学性质等容易受到外在技术的调控，比如说慘杂技术、表面晶格缺陷技术和应力技术等。这些调控方法中应力调控最受科研人员的喜爱，一方面石墨烯是至今发现的机械性能最好的二维纳米材料，最大拉伸强度高达３０％，使应力调控成为可能；另一方面，应力调控可准确的进行重复性操作，能精确的调控石墨烯的各种性质。近年来石墨蹄在光电探测器、传感器和光伏器件等领域有着非常重要的应用，然而单层石墨烯在可见光波段内的光学吸收率是一个常数；πα =2.3%（依赖于结构常数α ），光与石墨烯的相互作用很弱，使其应用受到了限制。

国内外研究现状

石墨烯发现之后，在世界范围内掀起了研究热潮，发现者安德烈.盖姆和康斯坦汀.诺沃肖洛夫也因此获得2010年物理学诺贝尔奖。单层石墨烯宏观上看就像蚊帐一样的由六边形网状结构构成的二维平面结构，微观上看，它是由单层碳原子紧密堆积而成的，呈现蜂窝状网状结构，厚度非常薄（大约是0.34nm）。然而石墨締却有着许多优异的特性，被认为是一种能够取代娃的新型材料，深得科学家的喜爱。光学性能方面，单层石墨婦在可见光下透过率为97.7%，吸收率为2.3%，而双层石墨炼的可见光透过率与单层相比相差么3%，所＾通过测量石墨烯片的可见光透过率就可以准确的确定石墨稀的层数。

2. 研究的基本内容

石墨烯具有许多奇特的光学性质，并且具有广大的应用前景。

本文主要了解石墨烯光学特性的国内外研究现状，掌握应用第一性原理的方法计算系统电子能带结构、电子态密度、光学性质。

主要在能带计算的基础上，通过对介电函数的计算进而求得不同层数和结构的石墨烯各项光学性质,研究堆叠层数和堆叠结构对光学特性的影响。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

（1）在现有层晶理论的基础上，构建石墨烯的层晶结构。

（2）研究石墨烯的能带计算方法，计算石墨烯的能带及电子态密度。

（3）在能带计算的基础上计算其光学性质，讨论石墨烯的光学性能及应用。

4. 参考文献

[1]方容川,固体光谱学[M].中国科学技术大学出版社,2001.

[2]Johari P, Shenoy V B. Modulating optical properties of graphene oxide: role of prominent functional groups [J]. ACS nano, 2011,5:7640-7647.

[3]Reshak A H, Auluck S. Calculated optical properties of 2H- M0S2 intercalated with lithium[J]. Physical Review B,2003, 68(12): 125101.