扶手型單、多壁硅納米管結構演化及電子特性的密度泛函理論研究.pdf

1、本文采用密度泛函理論（DF T）對扶手型單、多壁硅管狀團簇和扶手型單、多壁硅納米管幾何結構、電子特性、穩(wěn)定性及從扶手型單、多壁硅團簇到扶手型單、多壁扶手型硅納米管的結構演變過程進行研究，論文主要包括以下內容。
　　第一章綜述部分介紹納米材料、團簇及納米管的結構、性質、制備方法及生長機理，說明本文對于扶手型單、多壁硅管狀團簇和扶手型單、多壁硅納米管研究的意義和價值。
　　第二章介紹了密度泛函理論，同時對于本研究所需用的Gaus

2、sian計算軟件和基組進行了簡單介紹。
　　第三章著重研究了扶手型單、多壁硅管狀團簇到扶手型單、多壁硅納米管的結構演化過程、穩(wěn)定性及電子特性。在演變過程中先對較短的扶手型單、多壁硅管狀團簇的幾何結構和電子特性進行了研究，接著采用逐層生長的方法得到較長的扶手型單、多壁硅管狀團簇，并對其進行了研究，結果表明隨著長度的增加扶手型單、多壁硅管狀團簇的幾何結構和電子性質在逐步接近無限長扶手型單、多壁硅納米管的。以優(yōu)化無虛頻的穩(wěn)定硅管狀團簇為

3、基礎，利用周期性邊界條件構建和研究無限長扶手型單、多壁硅納米管。在對演化過程中的局部構型的幾何參數(shù)追蹤測量發(fā)現(xiàn)隨長度的增加，硅管狀團簇的增長方式由全局重構變?yōu)榫植恐貥?，最后演變?yōu)闊o限長硅納米管。對于電子特性，前線分子軌道和結合能分別體現(xiàn)了有硅納米管的增長趨勢和在增長過程中變得越來越穩(wěn)定。態(tài)密度和能帶研究表明，所有的硅納米管具較小的準直接帶隙；扶手型硅納米管屬于窄帶隙半導體范疇。隨著納米管長度的增加，帶隙逐漸減小。它隨著管壁數(shù)目的增加而減