锯齿型单壁与双壁碳纳米管电子学特性比较研究

采用基于广义梯度近似(GCA)的密度泛函理论中的简化广义梯度近似方法(PBE)分别对(6,0)和(15,0)锯齿型单壁碳纳米管(SWCNT)和双壁碳纳米管(DWCNT)的能带和态密度进行了计算,并对所得结果进行了比较,发现了单壁与双壁碳纳米管之间的电子学异同点.通过比较发现,虽然双壁碳纳米管和单壁碳纳米管具有相似的能带结构,但是双壁碳纳米管的能隙较单壁碳纳米管的能隙要小,这说明双壁碳纳米管的电子输运性能要远优于单壁碳纳米管.     

单壁碳纳米管的电子结构及卷曲效应

考虑卷曲效应后，研究了单壁碳纳米管的电子结构及其电子结构与管径和螺旋度的关系。研究表明，卷曲效应对单壁碳纳米管的电子结构有重要的影响。     

N原子掺杂对富勒烯C20分子电子结构与传输特性的影响

构建了Au原子面为电极的富勒烯C20分子及C20分子内掺杂N原子后的分子的电子输运模型,使用非平衡格林函数方法(NEGF)对构建的分子器件进行了电子结构和输运性质的计算.得出了电子结构和电子传输谱,分析了产生这个分子器件电子输运性质的原因.结果显示N原子的掺入有利于提高C20分子的电子传输功能.     

C76富勒烯分子的电子结构与传输特性研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP基组对Td对称的C76富勒烯分子及其外接Au电极情况下的电子传输系统的能级、电子结构、电子传输特性等进行了研究.通过对其能量的计算得出了分子轨道的能级、HOMO与LUMO的能隙及其分子轨道电子云分布.经过对其态密度和传输谱的计算,得出模型的电子传输性质.最后在器件的二端加偏置电压的...     

石墨烯弯曲形变的电子结构和特性的研究

采用密度泛函理论对4种不同弯曲曲率的石墨烯的能带、分子轨道分布、态密度和传输谱进行理论研究,通过能带的计算,分析其得失电子的能力;通过对分子轨道分布和态密度的分析,得出了弯曲石墨烯的电子结构;通过对传输概率的计算,研究了弯曲石墨烯的电子传输性质.得出了弯曲石墨烯中π型分子轨道起重要作用,石墨烯随着弯曲曲率的增加,电子传...     

镀镍单壁碳纳米管镁基复合材料的微观组织研究

用化学镀法在单壁碳纳米管(SWNTs)外表面包覆Ni-P层,厚度约为20 nm.采用全液态搅拌铸造的方法,制备了镀镍单壁碳纳米管镁基复合材料,随镀镍单壁碳纳米管加入量的增加,复合材料的晶粒尺寸减小,但过多的加入会导致增强体团聚现象严重.观察复合材料的拉伸断口,发现碳纳米管在基体中能起到连接作用和阻碍裂纹行进的作用,提高复合材料的性能.     

DNA分子中电子局域性质的温度效应

在有限温度下,通过考虑相邻DNA碱基之间的相对扭转角度对其平衡位置的偏离,借助负本征值理论、无限阶微扰理论及传输矩阵方法,研究了DNA分子的电子局域属性对温度的依赖关系.结果表明,电子的态密度、局域长度均存在强烈的温度效应.电子态密度分布随着温度的变化而变化,体现为态密度曲线中峰的高度消长和位置移动以及能隙的位置迁移和宽度增减.研究还发现存在一个临界温度Tc～250 K,当TTc时,局域长度随温度的升高反而增加,分析系统局域性质的这种奇特温度行为是源于该临界温度上下电子输运机理的不同.     

石墨烯与关联单壁碳纳米管物理特性比较研究

采用基于广义梯度近似(GGA)的密度泛函方法(DFT)对石墨烯和卷曲后的关联碳纳米管(8,0)进行了理论研究.结果表明石墨烯每行斜键键长呈AAB周期变化,关联碳纳米管斜键长度成AABB规则变化,竖键长度均不变.石墨烯的密立根电荷数值大小分布无明显规律,内部原子多为正值,外部多为负值.关联碳纳米管的密立根电荷分布相对较有规律.碳纳米管的内部碳原子也有吸引电子的能力,从而与其它原子形成离子性键.两者在费米能级态密度大部分均由p轨道贡献.但是关联碳纳米管的费米能级也有一部分来自于s轨道电子的贡献,而石墨烯则几乎没有来自s轨道的贡献.     

二端纳米分子桥的量子传输特性研究

利用基于GreenFunction的Tight-binding方法,对由两个苯环分子耦合成的二端子纳米分子桥的量子传导特性进行了理论研究,在考虑到每一个碳原子中只有一个π轨道电子参与传导,注意到分子桥体和原子电极之间的Hoping积分比较弱的情况下 (约为普通值的 0 6),得出入射电子通过二端纳米分子桥的电子传输谱。结果显示透射电子传输峰值的出现是传导电子与分子轨道能级谐振的结果,而电子传输的振荡特性是透射电子粒子性与波动性同时存在时的物理反映。     

硼分子(B_2)电子结构的从头算研究

本文选择STO—3G基函数集合,对B_2分子进行了从头算。选定键长(R=1.589A°),自旋多重变取1、3、5、7,分别按KHF与UHF法来研究B_2的电子结构。得到各种状态的十项能量数据和各分子轨道能量高低的信息。计算结果表明B_2分子的基态为~3∑g,认为~1∑g~ 和~5∑_u~-是基态的论点值得商榷。本文算出的B_2分子键能(1.069560917ev)比用简单HF法所得数值更接近实验值。另外还对B原子做了ab initio计算,并结合B_2分子的基态各占据分子轨道能量数据,作出了B原子和B_2分子基态的能级关联图。根据自旋多重度等于3的B_2分子STO基轨道集居数的分析,对B_2分子基态电子结构的传统看法提出异议,认为基态B_2分子的电子组态应为:     

二次电弧放电法调控单壁碳纳米管的直径分布

首先以Y-Ni合金为催化剂,利用电弧法制备了单壁碳纳米管粗品。然后以该粗品为碳源,在不另外添加催化剂的情况下,利用二次电弧放电法制备了单壁碳纳米管。对二次电弧放电制备的单壁碳纳米管进行了紫外-近红外吸收光谱、拉曼光谱和热重分析的表征,结果表明,二次电弧放电所制备的单壁碳纳米管的管径比首次电弧放电制备的直径略小,约为1.36 nm,且较为均一。     

锯齿型单壁碳纳米管吸收光谱与介电常数研究

采用广义梯度近似方法中的PBE(J.Perdew、K.Burke和M.Ernzerhof)技术,对结构为(6,0)、(9,0)、(10,0)、(11,0)、(13,0)、(14,0)、(15,0)和(16,0)的锯齿型单壁碳纳米管的介电常数和吸收光谱特性进行了理论研究.结果显示金属型和半导体型碳纳米管的介电常数与吸收系数均与入射光的偏振态和碳纳米管类型有关.研究发现,当入射光偏振方向垂直于管轴时,Im(ε)均小于5 F/m,吸收系数较一致.当入射光偏振方向平行于管轴时,半导体型的Im(ε)最大峰值为9 F/m,而金属型的最大峰值接近500 F/m.二者在红外到近紫外区域都存在强烈的吸收光谱.     

Zigzag电极Armchair边缘石墨烯纳米带电子输运研究

利用基于密度泛函的非平衡格林函数方法,对Zigzag电极Armchair边缘的石墨烯纳米带的电子输运、态密度和V-I特性进行了理论计算,研究发现这一结构的纳米石墨烯带具有明显的半导体特征,其态密度与电子传输谱间具有较好的对应关系,电子传输谱与电子入射能量密切相关,并显现能级量子化和电子输运过程中的库仑阻塞特性.     

4,4'=(2,2':6',2"-三联吡啶-4'-酚羟甲基)联苯(L1)的合成及结构表征

合成了一个新的具有刚性间隔体的双三联吡啶配体-4,4'-二(2,2':6',2"-三联吡啶-4'-酚羟甲基)联苯(L1).核磁氢谱及X-射线单晶结构表征表明:配体L1晶体属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数a=1.3247(6)nm,b=1.3704(5)nm,c=1.3892(7)nm,α=103.870°,β=97.650(15)°,δ=115.750(12)°,V=2 122.5(15)(A)3,Z=2,F(000)=868,R:0.0890,wR=0.1856.在分子间氢键作用和范德华力作用下形成三维堆积网状结构.     

Al3H分子的电子结构与构型转变

利用单电子非相对论Hartree-Fock-Slater离散变分局域密度泛函方法(DV-Xα)对Al3H分子的电子结构进行了计算,分别得到了相应构型的Mülliken电子布居、分子轨道组成、费米能级、HOMO和LUMO轨道的组成及轨道能量,并讨论了几种构型的相对稳定性,由计算得到的总能量认为其构型在转变时还存在第三种路径,即由一级Jahn-Teller畸变引起的C3v→Cs→C2v途径的变化,并得出了这种改变路径在发生构型转变时的能量变化.     

典型轴手性D分子F被H取代的衍生物结构特性的理论研究

使用密度泛函理论的b3lyp方法,在b3lyp/6-31+g(d,p)理论水平上对D分子手性对映体D1的F被H取代的几种衍生物结构、红外振动频率、分子前线轨道进行了理论研究.结果表明:它们的解离产物及手型转变机制会不同;三种衍生物分子的HOMO和LUMO轨道,主要来源于骨架C原子p电子的贡献,F原子的p电子和手性C原子所在环上的H的s电子对前线分子轨道有很小的贡献.     

平面波正入射情况下正三角波导的传输特性

对平面波正入射情况下正三角波导的传输特性进行了理论分析与探讨,求解出该波导系数的解析结果,从而得到该波导任意长度截面的光场分布,并借助于数值方法模拟其结果.结果表明,在波导的z=L0/6和z=L0/9截面的光场分布具有三重轴对称性.     

CunGa(n=1-3)二元合金小团簇结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/LANL2DZ水平上对CunGa(n=1-3)二元合金小团簇各种可能的构型进行几何优化,预测了各团簇的稳定结构.并对基态结构进行了研究,计算了平均结合能、最高占据轨道能级和最低空轨道能级以及两者间的能隙.结果表明CunGa(n=1-3) 团簇不易失去电子,掺杂Ga原子后使得团簇更稳定,其中Cu3Ga团簇稳定性较强,化学活性较弱.     

永磁钕铁硼(Nd2Fe14B)单胞的电子结构特性研究

运用基于第一性原理的密度泛函(DFT)和非平衡态格林函数(NEGF)方法,采用DZP基组设置对Nd2Fei4B单胞的能带、电子结构、态密度和电子传输特性等进行了理论研究.结果表明,Nd2Fe14B单胞能隙很小,具有导体性质.晶胞中Z=0和0.5晶面上电子密度较小,Z=0.30;0.37;0.63及0.87的晶面上电子密...     

二元合金小团簇Cu_2Al_3结构和稳定性的密度泛函研究

利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/LANL2DZ水平上对含贵金属铜二元混合小团簇Cu2A l3的几何构型和稳定性进行了研究,研究表明该体系团簇有九种稳定结构,其基态构型为具有C2v(2B1)对称性的立体结构.计算了稳定结构的结合能、最高占据分子轨道能级和最低空分子轨道能级以及两者间的能隙差,并给出了稳定结构的红外光谱.