文献综述(或调研报告)：
众所周知的是，缺陷物理是半导体物理学的核心，因为半导体的电子和光电子特性通常由缺陷决定。因此课题主要研究缺陷对黑磷烯性质的影响。
最近，诸如过渡金属二硫化物，氮化硼和黑磷等二维半导体的开发引起了相当大的关注。与它们的二维材料前身石墨烯不同，这些材料都具有与硅和砷化镓等普通半导体相当的带隙。于是人们提出了可以用尺寸急剧减小的二维材料取代传统半导体的想法。
与石墨烯不同，由于磷原子之间形成的三个共价键占据了黑磷的三价电子，单层黑磷的导带底和价带顶都位于第一布里渊区中的Gamma;点，形成直接带隙，并且该带隙伴随着原子层数的增加呈指数减小。然而，我们仍然必须证明出这种二维材料中的缺陷行为与普通半导体的缺陷行为没有显著差异。这提出了对二维材料中缺陷特性的深入研究，包括许多第一性原理计算。掺杂剂性能的关键量度是其离化能（IE），即将电子或空穴从掺杂剂中释放到导带或价带中所需的能量。事实上，由于无法通过掺杂实现所需的自由载流子密度，大量有希望的宽间隙半导体仍不能用于电子应用。
离化能的计算依赖于精确计算中性和带电缺陷的形成能。而本课题通过改变缺陷的带电量，运用基于密度泛函理论的第一性原理计算对掺杂模型的稳定结构和形成能进行研究。
晶格缺陷一般包括四类，即零维、一维、二维和三维缺陷，其中零维缺陷指点缺陷，主要包括空位、杂质和间隙；一维缺陷指线缺陷，主要包括边缘位错和螺旋位错；二维缺陷指表面或界面缺陷，主要包括晶界，孪晶界和堆垛层错；三维缺陷指体缺陷，主要包括孔洞和裂缝。通常来说，缺陷都是通过在带隙中引入杂质能级来调控材料的电子特性。那么从杂质能级的角度，缺陷又可以分为施主缺陷和受主缺陷，贡献电子的缺陷是施主缺陷，相应的杂质能级称为施主能级，贡献空穴的缺陷是受主缺陷，相应的杂质能级称为受主能级。根据受主或施主能级相对于能带边缘的局域程度，缺陷能级又分为浅缺陷能级和深缺陷能级。当非局域的受主能级或施主能级距离能带边缘比较近时，空穴或电子就容易跃迁到相对应的能带边缘，此类能级称为浅缺陷能级；与之相反，远离能带边缘的缺陷能级称之为深缺陷能级，深缺陷能级通常带来很多负面影响，譬如说充当电子陷阱影响材料的传输特性。因此可以说，缺陷是一把双刃剑，精确地控制缺陷，避免有害缺陷，发展有益缺陷才能改善半导体材料的光学和电学性能，促进微电子器件的发展。
因此我们课题研究的内容主要包括：
- 研究缺陷对黑磷特性的影响。
- 研究黑磷烯带电缺陷的形成能及离化能等性质。
在参考的论文中，提出了一种在没有作任何特殊性假设并且没有采用任何可调模型参数的情况下，对二维系统中带电缺陷计算的方法，同时也保证了超胞近似的简单性。一个关键点是将大数值的真空距和横向面积下渐近的缺陷能量形成公式。以离化能为例，第一性原理方法说明了如何准确而又有效地计算收敛值。论文中的研究也表明，对于具有固定横向面积的超胞中任何负电荷的受体缺陷，增加的真空距总是会导致真空态的非物理占据。尽管在文献中之前并没有讨论过，但这可能导致二维或准二维带电缺陷修正方案的错误。对于单层氮化硼中的氮硼空位，和、掺杂的碳，和，发现它们的离化能收敛值都很大（ge;1.4eV）。这一结果可以与三维立方氮化硼（0.0-0.37eV）的结果进行对比，我们发现后者要小得多。这就提出了一个问题：化学掺杂是否是一种适用于二维材料电子应用的可行方法。
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