石墨烯是二维蜂窝状结构材料的原型,基于石墨烯结构,人们可以用其它Ⅳ族元素构造具有类似结构的二维材料,如硅烯、锗烯和锡烯。最近对这类材料的研究出现一种新的趋势,即用Si和Ge原子部分取代石墨烯中的C原子,以获得具有更优异性能的siligraphenes和germagraphenes。众所周知,石墨烯是完全平的,硅烯是有翘曲的。对于siligraphenes,通常假设当Si原子的浓度超过C原子的浓度时,会发生从平面到非平面的转变。人们还认为,如果体系具有了翘曲,则该翘曲结构应该和硅烯的类似。虽然此假设未经验证,但是在最近的文献中的许多研究工作正是基于该假设。我们通过探索各种非平面结构并比较它们与平面结构的稳定性,研究了siligraphenes g-SiC_n和g-Si_nC的平面性和非平面性。我们的主要研究结果如下:1)尽管g-Si₅C具有类似硅烯的翘曲结构,但翘曲和平面的g-Si₅C在能量上非常靠近,这表明g-Si₅C的平面和非平面结构可以在室温下共存。2)我们发现了一种新的具有大翘曲的g-Si₇C结构,它比具有类硅烯翘曲结构的g-Si₇C复杂且更为稳定,相比而言g-Si₅C则没有类似的结构。从化学成分来说,g-Si₇C更靠近硅烯,一般预设它应该具有类硅烯结构,但我们的结果与此预期不同。在石墨烯中增加掺杂Si原子,使体系从石墨烯过渡到硅烯,我们的计算表明在此过渡过程中,除了会出现类硅烯的结构之外,还可能出现更复杂的翘曲结构。3)我们的计算证实了g-SiC₃和SiC₅是平面的。在先前的研究中,因为g-SiC₇比g-SiC₃和SiC₅在化学成分上更接近石墨烯,都推断g-SiC₇是平面的。与此预期相反,我们发现了具有非平面结构的g-SiC₇,其中Si交替地处于高位和低位,这种翘曲g-SiC₇的能量要显著低于平面g-SiC₇的能量。这表明不能仅根据化学成分来推断系统是平面还是非平面的。4)平面的g-SiC₇在以往的文献中被广泛研究。我们详细地研究了翘曲g-SiC₇的性质,通过比较总能量、电子结构和热学性质,讨论了平面结构和非平面结构对g-SiC₇性质的影响。我们的计算表明了研究siligraphenes平面性和非平面性的重要性。我们对siligraphenes平面结构和非平面结构的探索有助于将来对IV族原子掺杂的石墨烯、硅烯和锗烯的研究。