SiC-C納米管異質(zhì)結(jié)物理特性的理論研究.pdf

1、近年來(lái)，一維納米材料由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及在科學(xué)中的研究?jī)r(jià)值，得到了廣泛的關(guān)注。它們有趣的電、光、磁等特性，使得其在納米電子學(xué)、光電子學(xué)、等離子、醫(yī)學(xué)診斷、催化、藥物輸送、治療法、分色、和化學(xué)傳感等很多方面具有廣泛的應(yīng)用。將兩種納米管沿軸向連接所形成的一維納米管異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有特殊的特性，它能實(shí)現(xiàn)單一結(jié)構(gòu)所不能實(shí)現(xiàn)的功能，因此有著潛在的應(yīng)用前景。本文采用基于密度泛函理論平面波贗勢(shì)方法并結(jié)合廣義梯度近似方法研究了碳化硅/碳(SiC/C)一

2、維納米管異質(zhì)結(jié)的相關(guān)物理特性，主要包括以下內(nèi)容:
　　 1.研究了鋸齒型(n，0）(n=6-10) SiC/C納米管超品格(NSLs)。（n，0）(n=7-10)SiC/C NSLs表現(xiàn)為半導(dǎo)體特性并且沒(méi)有發(fā)生自旋極化。然而，(6，0)SiC/C NSLs發(fā)生了自旋極化，產(chǎn)生了2.0μB的磁矩，這主要是由于曲率效應(yīng)所導(dǎo)致的。自旋電荷密度沿軸向方向呈周期性分布，主要位于碳納米管上，從而形成磁納米節(jié)點(diǎn)。
　　 2.研究了由(

3、4，4)碳納米管和(4，4)碳化硅納米管形成的異質(zhì)結(jié)的力學(xué)和電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，SiC/C納米管異質(zhì)結(jié)的楊氏模量主要取決于碳化硅納米管，界面的存在并沒(méi)有降低異質(zhì)結(jié)的楊氏模量。當(dāng)沿軸向方向施加的應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，異質(zhì)結(jié)將在結(jié)合界面附近斷裂，并且形成一個(gè)籠狀結(jié)構(gòu)的SiC團(tuán)簇。能帶結(jié)構(gòu)顯示(4，4) SiC/C是一種具有直接帶隙的半導(dǎo)體，并且最高價(jià)帶和最低導(dǎo)帶都來(lái)源于碳納米管。另外，我們還研究了碳納米管和碳化硅納米管的長(zhǎng)度對(duì)異質(zhì)結(jié)電子結(jié)構(gòu)