[发明专利]一种过渡金属原子掺杂的二维氮化镓复合模型及改性方法

权利要求书

1.一种过渡金属原子掺杂的二维氮化镓复合模型，其特征在于，所述复合模型采用以下步骤构建：

步骤1、使用基于密度泛函理论第一性原理的量子力学模拟软件建立本征氮化镓晶胞；

步骤2、采用BFGS算法对建立的本征氮化镓晶胞进行几何优化，得到原子总内能最低的二维氮化镓超胞；

步骤3、以过渡金属原子替换二维氮化镓超胞中的镓原子，得到过渡金属原子掺杂的二维氮化镓超胞，所述的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓超胞中，过渡金属原子的个数为总原子个数的6.75％；

步骤4、对得到的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓超胞进行几何优化，得到优化后的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓超胞。

2.如权利要求1所述的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓复合模型，其特征在于，步骤2和步骤4中所述的几何优化均基于能量最低原则，且几何优化的参数均包括：平面波截断能Ecut为500eV、布里渊区积分k点取样值为2×2×1；

所述的BFGS算法的收敛条件包括：单原子能量的收敛标准为1.0×10^－

⁵eV·atom^－1，原子间相互作用力收敛标准为0.3eV·nm^－1，应力收敛标准为0.05GPa，原子的最大位移收敛标准为0.0001nm。

3.如权利要求1所述的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓复合模型，其特征在于，所述的基于密度泛函理论的第一性原理计算的量子力学模拟软件包括VASP、Materials Studio。

4.如权利要求1所述的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓复合模型，其特征在于，所述的过渡金属原子包括铬原子、锰原子、铁原子中的至少一种。

5.如权利要求1所述的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓复合模型，其特征在于，所述二维氮化镓超胞沿c轴方向上的真空层厚度为

6.如权利要求3所述的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓复合模型，其特征在于，所述复合模型具体采用以下步骤构建：

步骤1、使用基于密度泛函理论第一性原理的量子力学模拟软件建立本征氮化镓晶胞；

步骤2、采用BFGS算法对建立的本征氮化镓晶胞进行几何优化，得到原子总内能最低的二维氮化镓超胞；

步骤3、以Cr原子替换二维氮化镓超胞中的镓原子，得到Cr原子掺杂的二维氮化镓超胞，所述的Cr原子掺杂的二维氮化镓超胞中，Cr原子的个数为总原子个数的6.75％；

步骤4、对得到的Cr原子掺杂的二维氮化镓超胞进行几何优化，得到优化后的Cr原子掺杂的二维氮化镓超胞。

步骤2和步骤4中所述的几何优化均基于能量最低原则，且几何优化的参数均包括：平面波截断能Ecut为500eV、布里渊区积分k点取样值为2×2×1；

所述的BFGS算法的收敛条件包括：单原子能量的收敛标准为1.0×10^－

⁵eV·atom^－1，原子间相互作用力收敛标准为0.3eV·nm^－1，应力收敛标准为0.05GPa，原子的最大位移收敛标准为0.0001nm；

所述二维氮化镓超胞沿c轴方向上的真空层厚度为

7.一种二维氮化镓改性方法，其特征在于，利用权利要求1至权利要求6中任意一项所述的过渡金属原子掺杂的二维氮化镓复合模型对二维氮化镓进行改性。