中文摘要：

石墨烯对分子吸附的极端敏感性使石墨烯在单分子探测上拥有重要应用前景，并引起了广泛的研究兴趣。以往石墨烯探测单分子是基于石墨烯的超高电导率和吸附分子后石墨烯电学性质改变的原理。利用石墨烯的超高热导率，同样可以通过振动性质的改变来探测单分子。我们使用第一性原理的方法，分别计算理想石墨烯和表面吸附了分子的石墨烯的振动性质。研究吸附分子对石墨烯振动性质的影响，并分析这些变化的物理机制。设计通过石墨烯振动性质的变化来探测单分子的器件，为单分子探测器的应用提供理论指导。使用的第一性原理计算软件有CASTEP和PWSCF。电子结构使用赝势平面波方法进行高精度计算。小原胞的声子和振动性质使用密度泛函微扰理论进行高精度计算。大原胞的振动性质使用第一性原理分子动力学进行高精度模拟与分析。计算和分析工作全部在计算服务器上完成。分析程序全部自主编写。