碳納米管和硼氮納米管的光電性質(zhì).pdf

1、作為一種典型的準(zhǔn)一維納米功能材料，碳納米管、硼氮納米管的制備、性能以及物理機(jī)理已得到越來越廣泛的研究。研究表明，它在力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)等方面表現(xiàn)出奇異的物理性能。這些奇異的物理性能預(yù)示著在眾多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，例如：微電子器件、復(fù)合材料增強(qiáng)體、平板顯示器、高效儲氫、散熱裝置等多種用途。由于納米管沿圓周方向的有限尺寸，量子限域效應(yīng)使其態(tài)密度在費米面附近出現(xiàn)對稱且尖銳的范·霍夫奇點峰，這些范·霍夫奇點峰之間的電子躍遷反映了碳

2、納米管的一維電子特征。因此，研究碳納米管、硼氮納米管的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)對于揭示納米管的電子態(tài)的限域效應(yīng)并解釋光譜實驗具有重要的理論意義。 本論文共分為五部分。 第一章介紹了碳納米管和硼氮納米管的發(fā)現(xiàn)，制備，性質(zhì)和應(yīng)用。 第二章首先介紹了碳納米管和硼氮納米管的幾何結(jié)構(gòu)及其能帶結(jié)構(gòu)，其次采用轉(zhuǎn)移矩陣方法研究硼氮納米管態(tài)密度，并討論了管長、管徑和螺旋度與其帶隙的關(guān)系。最后介紹了固體的光性質(zhì)。 第三章研究了碳納米管

3、的電導(dǎo)，討論了鋸齒型和扶手型單壁碳納米管的電導(dǎo)與管長、管徑、螺旋度以及卷曲效應(yīng)的關(guān)系。研究結(jié)果表明電導(dǎo)溝與管徑成反比關(guān)系；在費米能附近，電子輸運(yùn)不僅與管徑和管長緊密相關(guān)，而且電子在不同能量下可能出現(xiàn)彈道的、擴(kuò)散的和經(jīng)典的三種不同輸運(yùn)特征。 第四章計算碳納米管和硼氮納米管的聯(lián)合態(tài)密度，討論了這兩種管聯(lián)合態(tài)密度和幾何參量的關(guān)系，并進(jìn)一步計算了碳納米管的光吸收和介電函數(shù)。 第五章對本工作做了一個總結(jié)，并對將要開展的研究提出了一