1、石墨烯（graphene）,只有一個碳原子厚度的單層片狀結(jié)構(gòu)材料,具有獨特的優(yōu)于碳的其他同素異形體的性質(zhì)，在多個領(lǐng)域有很高的應(yīng)用價值。然而,石墨烯的零帶隙卻大大限制了其電子應(yīng)用。在眾多打開帶隙的方法中,化學(xué)功能化修飾被證明是一種能有效改變石墨烯電子結(jié)構(gòu)的方法,比如氫功能化。在過去的幾年中,更多的研究集中在石墨烯的雙面氫化,比如 graphane(100％氫化的石墨烯結(jié)構(gòu))。但是,當(dāng)石墨烯生長在襯底(如二氧化硅)的表面上時,石墨烯的雙面氫

2、化是難以實現(xiàn)的,往往實現(xiàn)的是單面氫化的石墨烯。然而無論是實驗表征還是理論研究，單面氫化石墨烯(SSHG)的研究都相對匱乏。因此，本文從零維的單面加氫結(jié)構(gòu)開始系統(tǒng)地研究了SSHG的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及其電子性質(zhì)隨氫覆蓋率的變化。我們的研究結(jié)果表明，沿著armchair方向加氫的SSHG結(jié)構(gòu)具有相對較高的穩(wěn)定性，并且只有這種SSHG結(jié)構(gòu)可以打開帶隙，且?guī)峨S著氫覆蓋率的變化具有可調(diào)控性。我們的理論結(jié)果為氫化石墨烯在電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有價值的

3、理論基礎(chǔ)。隨著石墨烯材料的崛起，其他二維材料也引起了廣泛的關(guān)注。二維的二硫化鉬（MoS2）材料是一個直接帶隙的半導(dǎo)體化合物，由于其在納米器件領(lǐng)域潛在的應(yīng)用而引起了廣泛關(guān)注，目前的研究熱點延伸到一維的二硫化鉬納米帶（nanoribbon）。本文主要采用第一性原理方法，分別對zigzag和armchair納米帶的邊緣選擇不同功能團（包括氫，氟，羥基以及缺陷）進行修飾，研究不同邊緣效應(yīng)對納米帶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電子性質(zhì)和磁性的重要影響。我們的研究結(jié)