文献综述
碳化硅（SiC）属于第三代半导体材料，具有带隙宽、电子饱和漂移率高、击穿场强高、热导率高、抗辐射能力强等诸多特点，在太阳能电池、高频大功率器件、高温电子器件等领域有着非常广泛的应用。郭素梅[1]采用基于密度泛函数理论的第一性原理方法研究了在边缘官能团H、F、O、S和 OH修饰的磷烯纳米带中相邻官能团的协同作用对其边缘形貌和电子性质的影响,发现这种协同作用对于边缘H(F)修饰时并不明显，但O(S)修饰时却在磷烯纳米带边缘形成重构。
黄文俊[2]针对alpha;-Р磷烯（单层黑磷〉进行了不同浓度的掺杂研究。对掺杂体系的能带结构、带隙特征、态密度以及布居数等性质进行了研究和讨论。发现在较高的掺杂浓度下，掺杂原子与磷原子之间的电负性差异，会使能带发生分裂，造成带隙的变化。
曹粲[3] 研究了空位缺陷以及缺陷边缘掺杂对锯齿型石墨烯纳米带的电子结构和输运性质的影响。研究结果表明，具有空位缺陷和硼氨对掺杂的石墨烯纳米带显示为金属性,通过改变杂质类型可调控具有空位缺陷的石墨烯纳米带的输运性质。在低偏压作用下，具有空位缺陷和缺陷边缘掺杂的石墨烯纳米带的电流明显减少，导致了负微分电阻现象的出现，而分子前线轨道与电极间的耦合效应是出现负微分电阻的主要原因。
张威虎等[4] 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法，在局域自旋密度近似下，系统研究了Fe掺杂SiC纳米管电子结构和磁性。计算结果显示用Fe 替代C时SiC纳米管显示反铁磁性，而Fe替代Si却出现铁磁性特征，是一种半金属磁性材料.形成能计算结果显示铁磁性结构比反铁磁性结构低3.2 eV,Fe原子更容易替代Si原子,两种掺杂的基态都诱发了自旋极化现象.
张春红等[5] 利用第一性原理赝势平面波方法计算了B、N、Al、P掺杂二维SiC的几何结构、电子结构和光学性质。结果表明:掺杂后的二维 SiC晶格常数( a , b)、键长及角度.均发生了明显变化,在掺杂原子(B、N、Al、P)附近二维SiC超胞发生了明显的晶格畸变;同时,在禁带中引入了杂质能级,导带和价带均向低能方向发生了明显的移动,使得带隙发生变化,费米能级附近的能态密度分布发生了显著变化。光学性质的计算表明:在低能端B、N、Al掺杂使二维 SiC吸收电磁波的能力明显增强;静态介电常数增大而能量损失峰降低。
以上结果说明可以根据需要利用Si-C邻近元素掺杂来调制二维SiC的光电性质。李海东[6] 利用锯齿形石墨烯纳米带对边缘结构非常敏感的特点，不同于已报道的边缘修饰异质原子或者边缘碳环重构的调控方法，本论文首次将线性碳链垂直生长于纳米带的边缘，使碳链并不是沿着电子传输的方向，而是垂直于电子传输的方向，构建了新的纳电子器。发现电子输运性质与碳链的原子数密切相关且具有奇偶性，这主要来源于奇偶数碳链中的双键和单三键相间两种碳碳键型，前者破坏了纳米带的alpha;操作对称性，使得费米能级附近的能带可以互相耦合，电流变大。本研究实现了通过碳链中碳原子数目对电子输运进行有效调控目的。刘娜[7] 使用VASP软件包的第一性原理计算对C掺杂六角、菱方、立方和纤锌矿BN体系的电子结构和磁学性质进行了计算与分析。
计算结果表明:C掺杂六角BN和菱方BN中，替代B和N的C原子2p轨道的电子具有局域性，一个替代的C原子可以产生1.0 ug的磁矩，磁矩主要来源于掺杂的C原子的2p 轨道及其次近邻的B(N）原子的2p轨道，两个替代C原子磁矩间的耦合是反铁磁的。陈洁[8] 研究了单原子或双原子掺杂对锯齿型硅烯纳米带的电子输运性质的影响。
根据纳米带两个边缘的自旋极化方向，我们分别研究了自旋极化反向的反铁磁态(AFM）和自旋极化同向的铁磁态（FM）硅烯纳米带。理论计算结果表明，在反铁磁态下，单原子(Al/P）掺杂使硅烯纳米带在费米能附近产生准束缚态，并在电导谱中以电导谷的形式呈现出来。我们可以通过掺杂不同类型的原子(AlP原子)，或者改变相同原子的掺杂位置，获得不同类型(P型或N型）的硅烯纳米带。李子烨等[9] 使用第一原理成功研究了硅烯的最大量子电容。
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