準(zhǔn)一維納米管結(jié)構(gòu)體系的晶格動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、電子器件小型化是當(dāng)今電子科技發(fā)展的主要特征，它為納米科技的發(fā)展提供了強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)力。作為一種典型的準(zhǔn)一維納米功能材料，納米管結(jié)構(gòu)體系在力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)等方面表現(xiàn)出奇異的物理性能。這些奇異的物理性能預(yù)示著其在納米電子器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，納米管結(jié)構(gòu)體系的實(shí)驗(yàn)制備以及物性研究已得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。本文采用晶格動(dòng)力學(xué)理論系統(tǒng)地研究了碳化硼納米管、碳納米線以及氧化碳納米管等納米管結(jié)構(gòu)體系的聲子特征與熱學(xué)性質(zhì)，揭示了這些準(zhǔn)

2、一維納米材料的熱學(xué)性質(zhì)及其與幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)特征，并很好地解釋了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
　　 本論文包括以下五部分：
　　 第一章簡(jiǎn)單介紹了納米管結(jié)構(gòu)體系的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用前景，以及本論文將要探索的一些問(wèn)題。
　　 第二章扼要地介紹了計(jì)算聲子譜的常用方法。
　　 第三章計(jì)算了碳化硼納米管、碳納米線和氧化碳納米管等體系的聲子譜。計(jì)算表明，碳化硼納米管具有和碳納米管類(lèi)似的4條聲學(xué)支。對(duì)非手性的(n，n)和(n，0)碳化硼納米

3、管，其獨(dú)立聲子支的數(shù)目NBCNT可表示為NBCNT=48+24(n-1)，是相同管型的非手性碳納米管獨(dú)立聲子支數(shù)目的4倍。但是碳納米線和氧化碳納米管都只有3條聲學(xué)支，其扭波模式在Γ點(diǎn)頻率不再為零。同時(shí)，在碳納米線和氧化碳納米管中都有一些新的振動(dòng)模式出現(xiàn)。
　　 第四章主要研究了碳化硼納米管、碳納米線以及氧化碳納米管等體系的拉曼活性模。在碳化硼納米管的研究中，我們計(jì)算了一系列碳化硼納米管的徑向呼吸模和最低E2g模，并得到了其頻率與

4、管徑變化的標(biāo)度關(guān)系。在碳納米線的的研究中，我們觀察到了新的拉曼模式和Raman頻移，提出了導(dǎo)致徑向呼吸模硬化以及高頻切向模軟化的相互作用競(jìng)爭(zhēng)的新機(jī)制。在氧化碳納米管的研究中，我們發(fā)現(xiàn)氧化對(duì)納米管的呼吸模和高頻切向模都有很大影響，并且這種影響隨納米管的螺旋度、直徑、氧分子的吸附位型、以及吸附濃度的不同而有很大的差異。
　　 第五章詳細(xì)研究了碳化硼納米管、碳納米線以及氧化碳納米管的比熱性質(zhì)和特征。系統(tǒng)地研究了碳納米管和碳化硼納米管比