纳米薄膜的分类、特性、制备方法与应用

介绍了纳米薄膜的分类以及纳米薄膜的光学、力学、电磁学与气敏特性;综述了现有的溶胶鄄凝胶法、LB鄄膜法、电化学沉积法、化学汽相沉积、低能团簇束沉积法、真空蒸发法、溅射沉积、分子与原子束外延、分子自组装等纳米薄膜制备技术;概括了纳米薄膜的应用。     

C32C60C180、C60@C180富勒烯分子的压缩力学特性

采用Tersoff-Brenner势与L—J势的分子动力学方法，研究了双石墨层作用下C32、C60、C180以及C60@C180富勒烯分子的压缩力学特性。根据计算结果，讨论了几种富勒烯压缩过程中的变形、能量、压缩栽荷等的变化及其差异。研究表明，由于分子几何构形上的差异，压缩时，C180出现了明显的“塌陷”现象，“塌陷”过程中，能量及外载荷一度下降；几种富勒烯压缩时的能量吸收能力排序为：C32〉C60〉C60@C180〉C180，承载能力的排序为：C60@C180〉C180〉C60〉C32。     

碳、硅及氮化硼纳米管轴向拉伸的分子动力学研究

基于Tersoff势的分子动力学方法模拟(5,5)型单壁碳、硅及氮化硼纳米管的轴向拉伸过程.根据模拟结果,讨论三种纳米管拉伸时的构形、能量、载荷、径向收缩率等的变化及其差异.研究结果表明,(1)小应变时,系统能量随变形增大而增大,各纳米管截面构形基本保持圆形不变.(2)碳、硅及氮化硼纳米管的断裂应变值分别为42.8%、33.4% 和49.1%.(3)碳纳米管的能量吸收能力最好,承载最大,径向收缩率最小.     

C60,C180,C60@C180富勒烯分子的压缩力学特性与电子结构

采用分子动力学方法模拟了C60，C180，C60@C180富勒烯分子的压缩过程，用PM3半经验量子力学方法计算了压缩C60，C180，C60@C180分子的电子结构，讨论了C60，C180，C60@C180分子压缩力学特性的差异，以及电子结构在压缩过程中的变化．结果表明，由于分子几何构形上的差异，C60分子的承载与吸收能量能力显著高于C180和C60@C180分子，而CC60@C180分子略高于C180分子；C60分子具有最高的化学稳定性，而C60@C180分子的稳定性最低；C60和C60@C180分子的压缩变形越大，越容易失去电子，稳定性越低；C180分子在加载点处发生压缩“塌陷”时，化学活性明显增加．     

分叉纳米碳管与直纳米碳管拉伸力学特性的分子动力学研究

采用分子动力学方法,模拟了分叉纳米碳管与直纳米碳管的拉伸过程,对比、分析了分叉纳米碳管与直纳米碳管的拉伸力学性能。研究表明,分叉纳米碳管拉伸时的屈服与断裂发生在其粗管与细管过渡处,其抗拉强度与韧性分别低于直纳米碳管24％和17％,然而,其弹性模量却与直纳米碳管相当。     

C_(60)富勒稀分子的电子传输特性

采用扩展的Hückel方法与格林函数方法,分析了双Au电极作用下C60富勒稀分子的电子结构与电子输运特性。结果表明,C60富勒稀分子与Au电极“接触”后,其分子轨道能级发生了较大的变化,HOMO,LUMO间的能隙显著减小;C60与Au电极之间的结合既有共价键的成分,又有离子键的成分;C60富勒稀分子的电压-电导率曲线以及伏安曲线表现出了微妙的量子特性。     

"Y"形、竹节形与直纳米碳管拉伸力学特性的有限元分析

采用基于直纳米碳管拉伸曲线与单元"死亡"技术的非线性有限元方法模拟了"Y"形、竹节形与直纳米碳管的拉伸失效过程.对比并讨论了"Y"形、竹节形纳米碳管与直碳管的拉伸力学性能.研究表明,本文的非线性有限元方法能够有效模拟纳米碳管的拉伸力学特性;拉伸"Y"形、竹节形碳管的失效发生在其粗管与细管过渡的"应力集中"部位;"Y"形、竹节形碳管的抗拉强度与韧性明显低于直碳管;然而,"Y"形、竹节形碳管的弹性模量与直碳管相当.     

压缩C60，C180，C60@ C180富勒烯分子的分子动力学研究

采用分子动力学方法对C60，C180，C60@ C180富勒烯分子的压缩过程进行了模拟，根据模拟结果，讨论了C60，C180，C60@ C180分子压缩力学特性的差异。研究表明，C6。分子具有相对优越的承载与能量吸收能力，而C60@ C180分子略高于C180分子。     

Au电极作用下C60、2C60与4C60富勒烯分子的电子传输特性

采用扩展的Hückel方法与格林函数方法,研究了Au电极作用下,C60富勒烯、2C60和4C60聚合体分子的电子结构与导电性,并对它们的电子结构与电子输运特性进行了对比.研究结果表明,C60、2C60或4C60富勒烯分子与Au电极 "接触"后,其HOMO、LUMO间的能隙减小;C60、2C60或4C60分子与Au电极之间的结合既有共价键的成分,又有离子键的成分,其中,C60、4C60分子与Au电极结合的离子键特征更为明显;三种富勒烯分子的电子输运性能依次具有C60>2C60>4C60分子的顺序.     

“Y”型、竹节型与直纳米碳管的力学特性研究

采用基于BrennerREAO(reactiveempiricalbondorder)势的分子动力学方法,模拟了“Y”型、竹节型与直纳米碳管的拉伸过程。结合有限元分析,对比并讨论了“Y”型、竹节型纳米碳管与直纳米碳管拉伸力学性能的差异。研究结果表明,拉伸“Y”型、竹节型纳米碳管的屈服与断裂均发生在其粗管与细管过渡的“应力集中”部位;“应力集中”致使“Y”型、竹节型纳米碳管的抗拉强度与韧性明显低于直纳米碳管;然而,“Y”型、竹节型碳管的弹性模量依然与直纳米碳管相当。