单壁碳纳米管中单空位结构演化及相关电子态研究

以带帽(capped)型单壁碳纳米管(SWCNTs)为研究对象,采用紧束缚方法,对单壁碳纳米管中单空位导致的几何结构和电子结构的演化进行了系统的研究.总能-原子间距关系、格位能以及能量过渡曲线表明,单壁碳纳米管中的单空位将会演化为总能较高的"3DB"型亚稳态结构和总能最低的"5-1DB"型稳定结构.此外,文中计算了管壁-尖区不同位置引入空位的不同缺陷体系的空位形成能和电子结构,分析了空位位置与缺陷体系稳定性之间的关系,以及对场发射性能的可能影响.     

基于非局部弹性理论的碳纳米管振动特性研究

基于非局部弹性理论,建立了碳纳米管壳体模型的应力应变关系.根据基本方程和平衡条件,分别给出了单壁和多壁碳纳米管动力学控制微分方程;通过对动力学方程求解,获得了碳纳米管振动的固有频率.研究结果表明:随着振动模式的增加,碳纳米管的振动基频都会增大;而随着碳纳米管的长度或直径的增大,碳纳米管的振动基频都会降低.     

C_(70)振动的红外和拉曼活性

本文从C70原子团簇的对称性出发，计算了C70振动模的对称性分类，求出了C70振动基频的红外和拉曼活性，为实验上观察C70红外和拉曼光谱提供了一个依据。     

含氧空位立方HfO2电子结构和光学性质的第一性原理研究

利用基于第一性原理密度泛函理论框架下的平面波超软赝势法,研究了含氧空位立方HfO₂的几何结构、电子结构和光学性质。计算结果表明,氧空位缺陷对晶格参数的影响不明显。能带结构和态密度结果表明在-0.216 eV处出现了氧空位缺陷能级。通过对比纯立方HfO₂的光学吸收边,由于氧空位缺陷能级的出现,含氧空位立方HfO₂的光学吸收边向低能方向移动。此外,氧空位的出现导致了静态介电常数的增加。     

无机化合物红外和拉曼光谱振动频率与元素价态电负性关系的一种新的表达式

本文对化合物红外和拉曼光谱的振动频率与元素电负性之间的各种经验关系进行了概述,并对74个化合物建立了振动频率与元素价态电负性之间的经验关系的一种新表达式,其计算值与文献之间平均相对误差为0.60%,结果表明,元素价态电负性比较合理堪反映了元素在给定价态下振动光谱的性质。     

多壁碳纳米管和过氧化苯甲酰化学反应的红外表征(简报)

碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多特殊的力学、电磁学和化学性栽能.近几年来,随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入,其广阔的应用前景也不断显现出来[1-7].碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷曲成的无缝和中空的管体,具有类多烯的结构和其相似的化学性质.Yunning等在碳纳米管上引入了烷基,通过过氧化苯甲酰裂解得到的苯自由基和碘代烷烃在氩气保护下发生取代反应,生成烷基自由基后,再和单壁碳纳米管发生化学反应[8].南开大学的李瑞芳等研究了氢在单壁碳纳米管上的加成[9];Hirsch等报道了氮烯、卡宾、自由基和单壁碳纳米管的加成,并通过NMR、质谱仪等进行了结构表征[10].Polona Umek等研究了单壁碳纳米管和过氧化物的加成反应,在110～120℃条件下,过氧化物在甲苯溶液中直接裂解为碳自由基,和碳纳米管加成,没有研究另一部分氧自由基和碳纳米管的反应[11].本文用红外光谱研究了过氧化苯甲酰氧自由基和多壁碳纳米管之间的类烯加成反应.     

正弦性质定理和切点单形几何不等式的推广

推广了文中的正弦性质定理及文中关于切点单形的一个几何不等式，即得到了下面的两个定理。     

Al、N掺杂(10,0)型碳纳米管电子结构和光学性质

尽管碳纳米管(CNT)具有优异的结构和功能特性,但是纯的碳纳米管在应用上还受到很多限制.论文基于密度泛函理论的第一性原理,利用掺杂改性的方法研究与分析Al、N掺杂对(10,0)单壁碳纳米管(SWCNT)电子结构和光学性质的影响,从理论上探讨金属和非金属掺杂改变(10,0)SWCNT电子结构和光学性质的微观机理.研究结果...     

纵向磁场中载流单层碳纳米管的振动与失稳

以非局部弹性理论为基础,采用Euler-Bernoulli梁模型,并考虑纳米管管形区域内滑移边界条件以及小尺度效应,研究了纵向磁场中单层载流碳纳米管的振动与失稳问题。根据哈密顿原理获得碳纳米管的横向振动方程和边界条件。应用微分变换法(DTM)对此高阶偏微分方程进行求解,通过数值计算分析磁场强度、小尺度参数和Knudsen数对单层载流碳纳米管振动频率和稳定性的影响。结果表明,小尺度参数和Knudsen数越大,系统基频及临界流速就越低,系统的稳定区域也越小;纵向磁场强度增加到一定程度后,磁场作用将明显提高系统的基频及临界流速,也即增大了系统的稳定区域。     

具有单特征值高阶振动的分支及其应用(英文)

根据Ｃａｎｄｅｌ－Ｒａｂｉｎｏｗｉｔｚ的分枝定理,考虑具有高阶振动与单特征值的抽象分支方程的部分。在适当条件下,作为参数方程,得到了不同小分支解的个数。我们还把两个著名的Ｅｕｌｅｒ弹性问题：即杆的扭曲与Ｌｉｙａｐｕｎｏｖ中心定理作为应用。     

钼酸钆晶体的结构及喇曼光谱研究

全面介绍了钼酸钆晶体的结构及相变情况;对其常温喇曼光谱进行了测试和详细分析,对各谱峰进行了识别和指认,指出实验中仅能观察到两条MoO4^2-离子的对称伸缩振动谱线是因两种Mo-O键长相近的MoO4^2-离子振动模的简并造成的,反对称伸缩振动模式大的光谱分裂范围是因晶胞中MoO4^2-离子数目较多和较强的层间耦合造成的。     

蒽甲醇修饰单壁碳纳米管的研究

利用蒽甲醇对单壁碳纳米管进行了化学修饰，并利用透射电镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱对修饰后的单壁碳纳米管进行了表征分析．通过对比吸附前后的紫外可见吸收光谱发现，吸附后的光谱强度下降大约57．1％，说明单壁碳纳米管吸附上了蒽甲醇．通过拉曼光谱分析发现，吸附后单壁碳纳米管的拉曼光谱中主要峰的位置向长波方向移动了6～7cm^-1，认为拉曼光谱发生移动的原因是单壁碳纳米管吸附蒽甲醇前后状态的改变导致的．     

多壁碳纳米管及其对H_2吸附体系的Raman光谱

利用原位和非原位紫外 Raman谱法 ,对以 CH4 为碳源 ,由催化法制备的多壁碳纳米管( MWCNTs) ,K -修饰的该类 MWCNTs,以及它们对 H2 的吸附体系进行了 Raman谱表征 ,观测到可分别归属于类石墨结构的基频模 D和 G以及它们的三阶组合频 ,表面 C-H3基和 C-H2 基等的特征Raman峰 ;H2 在这类碳纳米管上的吸附态包括解离吸附生成表面 C-H3和非解离吸附分子氢 H2 ( a) ;在相同实验条件下 ,K -修饰体系上这两类氢吸附物种的表面浓度都比未经 K -修饰的相应体系高 .     

修饰碳纳米管的电化学性质及应用

采用化学处理的方法实现了使封闭的碳纳米管端头打开并接上羧基官能团，同时用透射电镜显微图和红外谱对羧基修饰碳纳米管进行了表征。用循环伏安法测定了未修饰和修饰了的碳纳米管电极在l mmol／L Fe2 0．2mol／LHClO4中的电化学行为。实验表明，将碳纳米管羧基修饰后电化学性能得到了很大的改善，提高了电化学活性。实验还发现，羧基修饰碳纳米管电极对多巴胺氧化过程有强的催化作用．     

碳纳米管的表面修饰及其在水中的分散性能研究

采用硫酸和硝酸混合酸对催化裂解法(CⅧ法)制备的多壁碳纳米管(CNTs)进行纯化,然后运用十六烷基三甲基溴化胺(HTAB)对CNTs进行修饰,并利用透射电子显微镜、红外光谱和拉曼光谱表征了CNTs的表面结构;另外,通过数码照相机和乌氏粘度计研究了修饰的CNTs在水中的分散性能,实验结果表明,通过混合酸处理能够使CNTS表面拥有较多的羟基和羧基官能团;在氨水的作用下,CNTs能够被HTAB所包覆,而且修饰后的CNTs在水中的分散性能得到提高．     

氮掺杂(10,0)单壁碳纳米管的电子结构

利用密度泛函第一原理研究不同氮掺杂方式(10,0)单壁碳纳米管的电子结构. 当氮原子取代碳纳米管中的碳原子时, (10,0)单壁碳纳米管转变为n型半导体. 当氮原子吸附在碳纳米管表面时, (10,0)单壁碳纳米管转变为p型半导体, 同时与吸附氮原子相连碳原子的p轨道上的小部分电子被激发至d轨道上.      

Ag13振动性质研究

应用动力学矩阵对角化方法，计算了Ａｇ１３振动基频，讨论了其振动特性．在计算Ａｇ１３的动力学矩阵时，采用了根据嵌入原子法的物理图象而建立起来的半经验模型势．     

关于D_(3d)型〔X_2Y_6〕~n(n=2+,0,2-,4-)基团振动波数的规律性

本文总结了D_(3d)型[X_2 Y_6]~n(n=2~+,0,2-,4-)基团振动波数的规律性,并从正则振动方式、核间距离、原子量及键能等方面对它作了解释。     

单壁碳纳米管的拉伸变形和结构相关性

利用分子动力学方法研究了单壁碳纳米管拉伸变形行为，发现（8，8）～（22，22）单臂型碳纳米管和（9，0）～（29，0）锯齿型碳纳米管能在拉伸应变分别达到35％～38％和20％～27％的情况下仍处于弹性变形阶段，并从能量的角度解释了这一现象．分析了单壁碳纳米管管径和结构螺旋性对碳纳米管力学性质的影响．结果表明，碳纳米管的微观结构特征对其基本力学性质有着重要的影响．碳纳米管的杨氏模量在750-960GPa之间，并随着其半径的增加而减少；微观结构的影响使得锯齿形碳纳米管的模量高于单臂型碳纳米管．模拟结果显示，碳纳米管在拉伸过程中的结构变化特征不同于连续介质力学所描述的弹塑性断裂或脆性断裂．     

碳纳米管和硼纳米管热膨胀性能的第一性原理研究

采用密度泛函及分子动力学理论,对碳纳米管和硼纳米管的热膨胀性能进行了研究.研究发现小管径的硼纳来管具有出较好的反膨胀性能,硼纳米管的反膨胀性能与管径的关系和碳管的结果不同.低温下,硼六边形中心的硼原子的横向振动模式可能是其反膨胀性能的主要原因.小管径的硼纳米管的反膨胀性能可以和碳纳米管的性能相比较,表明小管径的硼纳米管在反膨胀领域具有很高的应用前景.