环状碳纳米卷电子结构的紧束缚法研究

利用石墨平面碳原子轨道作sp~2杂化时π电子的紧束缚模型,考虑波矢珗k周期性边界条件,构造了环状碳纳米卷模型,研究了其电子结构性质.结果表明环状碳纳米卷的电子结构与其几何结构密切相关,通过控制手性、结构参数及卷环周长,可将其调制成金属或不同带隙的半导体.     

碳纳米卷电子结构的紧束缚法研究

利用石墨平面碳原子轨道作sp2杂化时π电子的紧束缚模型,通过限定波矢k周期性边界条件,构造了碳纳米卷模型,研究了其电子结构性质.结果表明碳纳米卷的电子结构与其几何结构密切相关,通过控制手性和结构参数,可将其调制成不同带隙的半金属或半导体.     

轴向磁场对锯齿型和扶手椅型碳纳米卷电子结构的影响

碳纳米卷作为一种新型的碳基纳米材料,其结构非封闭且内径大小容易调控,成为当今材料科学研究热点之一。利用石墨烯碳原子轨道作sp2杂化时π电子的紧束缚模型,考虑波矢k周期性边界条件及轴向磁场的影响,构造了磁场中碳纳米卷的紧束缚模型,并研究了其在轴向磁场中的能带、能隙及电子态密度等性质。结果表明,碳纳米卷的能量色散是以磁通量子Φ0为周期随磁通量Φ变化,最低未占据分子轨道也随之产生了明显移动,从而导致碳纳米卷发生金属-半导体连续转变,其中ZCNS(15,0)能隙最大为0.878 e V,而ACNS(12,12)为0.654 e V     

有限长碳纳米卷电子结构的紧束缚法研究

通过卷曲石墨烯,构造了有限长碳纳米卷模型.基于能带理论中紧束缚近似方法,推导并研究了与手性、结构参数及卷长相关的色散关系解析表达式.结果表明,随着几何结构的变化,碳纳米卷会呈现出金属-半导体转变,及与卷长有关的不同的渐近带隙行为:振荡型衰减、单调衰减和不变.     

环状碳纳米卷中的持续电流

在环状碳纳米卷紧束缚模型的基础上,导出了相应的持续电流表达式,并系统地研究了环状碳纳米卷的几何结构、分离能级、温度及塞曼效应对持续电流的影响。结果表明,环状碳纳米卷内部的持续电流数量级仅为10^-7A,并且随着卷环周长增大而逐渐减小。费米能级附近的能级几乎承载了所有持续电流,而远离的能级贡献非常小。随着温度升高,持续电流急剧减小;且卷环周长越大,受温度影响越明显。对于较强的磁场,考虑塞曼效应后,持续电流出现了新的减小的越变,周期性结构遭到破坏。     

布基管电子结构的紧束缚研究

描述了以（ｎ１，ｎ２）标记的各种布基管的几何结构，采用经验的原子轨道线性组合（ＬＣＡＯ）的方法研究了具有不同直径和旋转度的布基管的能带结构，在此基础上计算了它们的能态密度，结果表明，它们的电子结构不仅与石墨存在较大差别，而且相互之间差异也很大，通过紧束缚近似下对层状石墨Ｐｚ轨道的分析，并考虑到边界条件的限制，得到了关于布基管电子结构的一般规则。     

紧束缚分子动力学模拟纳米硅管的稳定结构

利用紧束缚分子动力学退火方法模拟研究了纳米硅管(SiNT)的稳定结构和基态能量,结果表明:几何结构特征对纳米硅管的结合能有重要影响,平均键长为0.236 4 nm,表面为双层原子面,具有很高的亚稳性,锯齿型管比扶手椅型管的原子结合能大0.051 eV/atom,SiNT(m,m)(m=2-4)不具有管状结构,SiNT(2,2)可以作为单元形成硅纳米线.     

碳团簇结构的紧束缚理论方法

利用紧束缚分子动力学模拟退火方法研究了碳团簇Cn(n=2-8)的结构和能量,通过与前人工作结果的比较,发现本理论方法的结果与ab inito方法计算的结论相符。因此,用紧束缚分子动力学方法可对较大碳原子团簇进行计算。     

采用紧束缚格林函数法研究原子吸附石墨烯纳米带电子输运

采用紧束缚非平衡格林函数法分析了扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)和锯齿形石墨烯纳米带(ZGNR)器件吸附H、F、O和OH这4种原子的电子输运特性。用π电子结构体系的紧束缚理论分析了GNR的电子结构;用紧束缚扩展休克理论计算了GNR碳原子与所吸附原子间的电子相互作用;用非平衡格林函数法仿真了GNR吸附原子后的电流特性。研究结果表明:在平衡态下,AGNR吸附H原子后对器件的输运谱影响最大,而吸附OH原子后使GNR的禁带宽度增加0.3eV;在非平衡态下,吸附H原子不仅增加了导带底附近态密度,而且直接在禁带引入了杂质能级,从而提高了AGNR器件产生的电流;H原子吸附在ZGNR器件产生的电流约是吸附在AGNR电流的1.5倍;H原子吸附在GNR非边界处比吸附在边界处产生的电流高。该研究结果可以对提高石墨烯气敏传感器和生物传感器的灵敏度提供理论基础。     

环状共聚物的电子特性研究

针对由小带隙的聚乙炔和大带隙的苯作为聚合物单体的聚合物的几种简单环状模型,采用紧束缚近似计算方法,研究了它们的电子能谱和态密度特征,并考虑到环状结构的特点,同时在计算过程中也考虑了聚乙炔链中的最近邻和次近邻跃迁.结果表明:由于考虑了次近邻跃迁,导带和价带的对称性被破坏了,有着明显的不对称特征,能隙稍变窄.随着环状聚乙炔链中的苯环数的增多,电子能谱和态密度均有显著的变化,能谱分布逐渐不均匀,呈现出较明显的4条能带,态密度分布也相应地出现4个峰.     

First-principles study of the effects of Si doping on geometric and electronic structure of closed carbon nanotube

The effects of Si doping on geometric and electronic structure of closed carbon nanotube （CNT） are studied by, a first-principles method, DMol. It is found that the local density of states at the Fermi level （Er） increases due to the Si-doping and the non-occupied states above the Er go down toward the lower energy range under an external electronic field. In addition, due to the doping of Si, a sub-tip on the CNT cap is formed, which consisted of the Si atom and its neighbor C atoms. From these results it is concluded that Si-doping is beneficial to the CNT field emission properties.     

圆盘锯齿型石墨烯量子点的电子结构研究

通过数值求解Dirac方程,研究了在垂直磁场下锯齿型（zigzag）石墨烯（graphene）量子点的能谱结构。无磁场时,量子点能谱没有带隙,并存在能量为零的边界态。当外加磁场时,能谱中出现朗道能级,最低朗道能级能量为零且与磁场大小无关,随着磁场的增加,朗道能级简并度会随之增加。同时发现,磁场对K点与K’点的能谱结构有...     

溶液中分子的从头算电子结构理论的最新进展

首先简要综述了溶液中分子的从头算电子结构理论的一些最新进展，着重介绍了我们最近发展的一种从头算电子结构溶剂化方法的理论背景、基本特点以及实际应用。该方法基于一个独特而精确的溶剂化理论模型，文献中称之为完全极化的连续介质模型(FPCM)。最后，本文展望了包含溶剂化的从头算电子结构理论的发展前景。     

甲基修饰单壁碳纳米管的几何结构、束缚能和电子结构

采用brenner经验势通过计算甲基吸附在碳纳米管上吸附能的方法找到了甲基修饰单壁碳纳米管最稳定的几何结构，并且发现甲基吸附在单壁碳纳米管上吸附能随着碳纳米管的直径的增加而减少，最后运用从密度泛函紧束缚方法计算了甲基修饰碳纳米管的电子态密度，发现当甲基修饰碳纳米管后，碳纳米管在费米能级附近出现局域态，改变了碳纳米管的光电特性，因此，甲基修饰的单壁碳纳米管有可能成为制造纳米发光元器件重要原材料之一．     

EuPdGe3磁性与电子结构的第一性原理计算

为了探究EuPdGe3晶体材料的基态性质和磁晶易轴方向,本文采用基于密度泛函理论的VASP软件包计算研究了EuPdGe3材料的磁性与电子结构。计算结果表明EuPdGe3基态磁构型为A型反铁磁,磁晶易轴方向沿c轴方向。通过对EuPdGe3晶体的电子结构和实空间结构分析,得出了Ge2 4p电子态与Eu 4f电子态间的杂化是EuPdGe3晶体磁晶易轴方向沿c轴的原因。     

电子在掺杂GaAs/GaAlAs斐波那契量子阱中波函数和能量性质

本文利用转移矩阵和边界条件精确计算一维定态薛定谔方程,推导出一维斐波那契量子阱结构中电子波函数的计算条件.考虑了在势阱中掺杂的情况,并且认为势阱中掺杂仅仅只是改变势阱的宽度.在半导体材料的参数范围内,进一步研究了势阱宽度对一维掺杂斐波那契量子阱结构的电子能量本征值的影响.