氧化鋅基納米材料光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性的第一性原理研究的開題報告

氧化鋅基納米材料光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性的第一性原理研究的開題報告一、選題背景氧化鋅基納米材料由于其優(yōu)異的電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì)，在信息技術(shù)、光電動力學(xué)、催化和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，隨著氧化鋅基納米材料的尺寸不斷減小，其光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性往往會發(fā)生明顯變化，這對其應(yīng)用所帶來的影響不容忽視。二、選題的研究意義探究氧化鋅基納米材料光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性的變化規(guī)律，對于深入理解其物理本質(zhì)，開發(fā)新型氧化鋅基納米材料具有重要意義。此外，研究結(jié)果可以為氧化鋅基納米材料在光電動力學(xué)領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及新型傳感器、催化劑等領(lǐng)域的應(yīng)用提供指導(dǎo)意見。三、研究內(nèi)容和方法本文將利用第一性原理計算方法，研究氧化鋅基納米材料的光學(xué)性質(zhì)（如吸收譜、光致發(fā)光、光學(xué)常數(shù)等）以及穩(wěn)定性（如表面能、閃爍能等）隨著材料粒子尺寸和形狀的變化規(guī)律。具體方法如下：（1）準(zhǔn)備不同尺寸和形狀的氧化鋅基納米材料模型。（2）利用第一性原理計算方法，優(yōu)化氧化鋅基納米材料模型的結(jié)構(gòu)、能量以及其他相關(guān)物理量。（3）計算不同尺寸和形狀的氧化鋅基納米材料的光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性，并分析其變化規(guī)律。（4）將計算結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)進行比較，并從理論上嘗試解釋其中的規(guī)律和現(xiàn)象。四、預(yù)期成果通過本文的研究，預(yù)計可以得到如下成果：（1）揭示氧化鋅基納米材料光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性的變化規(guī)律，深入理解其物理本質(zhì)。（2）提出一系列調(diào)控氧化鋅基納米材料光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性的方法和策略。（3）為氧化鋅基納米材料在光電動力學(xué)領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及新型傳感器、催化劑等領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考意見。五、進度安排第一階段：查閱相關(guān)文獻，了解氧化鋅基納米材料的基本性質(zhì)和常用制備方法。第二階段：準(zhǔn)備氧化鋅基納米材料模型，并進行第一性原理計算。第三階段：分析計算結(jié)果，揭示氧化鋅基納米材料的光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性變化規(guī)律。第四階段：撰寫研究報告及相關(guān)論文。六、參考文獻[1]HuangMH,MaoS,FeickH,etal.Room-temperatureultravioletnanowirenanolasers[J].Science,2001,292(5523):1897-1899.[2]JinCH,LiH,LiHX,etal.One-stepsolvothermalsynthesisofZnO/PPyhybridswithhighphotocatalyticperformance[J].AppliedCatalysisB:Environmental,2012,119/120:95-102.[3]WangY,DingY,GuoX.Thegrowthmechanismandopticalpropertiesofrare-earthdopedZnOnanowiresbythermalevaporationmethod[J].JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,2012,23(3):597-602.[4]ZhaoN,MaS,KeJ,etal.EnhancedultravioletemissionofZnOfilmbydefectsengineering[J].JournalofAppliedPhysics,2013,113(18):183517.[5]DuKZ,XueL,JianJK,etal.SurfacereactivityandcharacterizationofZnOnanoparticleswithdiffere