The Computational Design of Two-Dimensional Materials
The Computational Design of Two-Dimensional Materials
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二维材料的计算设计
DOI：
10.1021/acs.jchemed.9b00485
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发表时间：
2019
影响因子：
3
通讯作者：
Zurek, Eva
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Miller, Daniel P.;Phillips, Adam;Ludowieg, Herbert;Swihart, Sarah;Autschbach, Jochen;Zurek, Eva
本研究以六方硼碳氮片层（h-BCN）的分子模型为研究对象，设计了一个计算实验，并应用于高年级本科化学课程。学生使用Avogadro用户界面进行分子编辑，并使用WebMO界面进行量子计算工作流程。密度泛函理论计算进行了比较的电子结构，相对能量，和其他属性的单，双，和四聚体的h-BCN分子模型。实验前体分子和其他类似的单层二维（2D）材料进行了研究。这些计算举例说明了如何通过改变化学结构来微调潜在有用的2D材料的带隙等电子特性。
A computational laboratory experiment investigating molecular models for hexagonal boron–carbon–nitrogen sheets (h-BCN) was developed and employed in an upper-level undergraduate chemistry course. Students used the Avogadro user interface for molecular editing and the WebMO interface for the quantum computational workflow. Density functional theory calculations were carried out to compare the electronic structures, relative energies, and other properties of mono-, di-, and tetrameric h-BCN molecular models. Experimental precursor molecules and other analogous single-layer two-dimensional (2D) materials were studied as well. These computations exemplified how electronic properties such as the band gaps of potentially useful 2D materials can be finely tuned by varying chemical structure.
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