外場作用下內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性質，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。本學位論文主要采用電子密度泛函理論研究了內摻型納米管在外加力場和電場作用下的力學性質、電子結構、極化和屏蔽等特性。本論文包括如下三章內容。 第一章主要給出本學位論文的理論計算方法。首先簡要評述量子化學的發(fā)展，電子密度泛函理論的基本框架和近年進展：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構、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行了理論研究，計算結果表明：對外層納米管施加壓力越大，內管形變越明顯，徑向形變可以有效地調制體系的電子結構性質，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構、極

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