密度泛函理論研究碳、氮化硼納米管及納米帶的吸附及堆積性質(zhì).pdf

1、碳納米管、氮化硼納米管、石墨烯納米帶、氮化硼納米帶等一維納米材料，因其優(yōu)良的熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)及機(jī)械性能引起了人們極大的研究興趣，并在化學(xué)傳感器、納米電子器件、儲(chǔ)氫材料、催化劑等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。理論研究該類材料的相關(guān)性質(zhì)，不僅有助于人們更好地了解該材料的應(yīng)用潛能，還可以為納米器件的實(shí)驗(yàn)或工業(yè)制備提供理論指導(dǎo)，具有十分重要的意義。
　　基于此，本文采用密度泛函理論，針對(duì)納米材料功能化做了以下兩方面理論研究工作。

2、　　首先，我們研究了甲醛分子在開(kāi)口(6,6)和(10,0) CNTs及BNNTs管端的吸附。結(jié)果表明，單個(gè)甲醛在開(kāi)口CNTs管端發(fā)生環(huán)加成和解離吸附，在BNNTs管端發(fā)生單齒、環(huán)加成及解離吸附。甲醛誘導(dǎo)電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并使納米管的能隙發(fā)生變化。除(6,6) CNT和N-rich-ended(10,0) BNNT外，其它納米管吸附甲醛后，能隙均減小，這是由于吸附前后納米管的HOMO和LUMO位置發(fā)生了改變。此外，開(kāi)口(6,6)和(10,0)

3、 CNTs及BNNTs的管端都可被甲醛飽和，其平均吸附能與單分子甲醛的吸附能相當(dāng)。以上結(jié)果為甲醛檢測(cè)材料的選取提供了理論參考。
　　其次，我們將鋸齒型GNR（ZGNR）堆積在鋸齒型BNNR（ZBNNR）或BN sheet上，形成ZGNR/BN雙層復(fù)合材料，研究了其幾何結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及電子性質(zhì)。計(jì)算結(jié)果表明AB（硼）是最穩(wěn)定的堆積構(gòu)型，表現(xiàn)出自旋極化的半導(dǎo)體性質(zhì)。此外，通過(guò)引入垂直的外加電場(chǎng)或壓力，可以使ZGNR/BN雙層轉(zhuǎn)變?yōu)榘虢饘?/p>