外場作用下內(nèi)摻型納米管的電子密度泛函理論研究.pdf

1、由于其獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，納米管和納米線這些低維材料己引起廣大實驗和理論科研工作者的研究興趣。本學(xué)位論文主要采用電子密度泛函理論研究了內(nèi)摻型納米管在外加力場和電場作用下的力學(xué)性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)、極化和屏蔽等特性。本論文包括如下三章內(nèi)容。 第一章主要給出本學(xué)位論文的理論計算方法。首先簡要評述量子化學(xué)的發(fā)展，電子密度泛函理論的基本框架和近年進(jìn)展：之后，簡短介紹了本文中所使用的計算軟件包；最后給出計算電子極化和屏蔽的計算公式和細(xì)節(jié)等。

2、 在第二章我們較系統(tǒng)地研究了雙壁雜化納米管體系在外加力場和電場作用下體系電子結(jié)構(gòu)、極化與屏蔽。首先我們對(6，0)CNT@(15,0)BNNT在外加力場作用下進(jìn)行了理論研究，計算結(jié)果表明：對外層納米管施加壓力越大，內(nèi)管形變越明顯，徑向形變可以有效地調(diào)制體系的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)，如能隙值。第二部分我們首次較系統(tǒng)研究了armchair型與zigzag型雙壁雜化納米體系BNNTs@CNTs和CNTs@BNNTs在外加橫向電場下體系電子結(jié)構(gòu)、極

3、化及其屏蔽等。計算結(jié)果表明內(nèi)外納米管的相互作用并不明顯，由于電子特性的差異導(dǎo)致單壁碳納米管的電子極化比硼氮納米管要大。我們發(fā)現(xiàn)屏蔽效率主要取決于外納米管的性質(zhì)和管徑，外壁為碳納米管能有效地屏蔽外電場對內(nèi)碳納米管和硼氮納米管的極化，屏蔽常數(shù)大于90％，而外壁為硼氮納米管時，它對內(nèi)納米管的屏蔽常數(shù)約為40％。最后我們討論了內(nèi)外管距和外納米管層數(shù)對屏蔽系數(shù)的影響。 第三章主要關(guān)注納米管內(nèi)摻金屬納米線體系。理論計算結(jié)果表明在碳和硼氮納米