小直径螺旋型单壁碳纳米管电子结构的计算

针对结构参数（m,n）为（4,1）、（4,2）和（5,2）等小直径螺旋型单壁碳纳米管的电子结构,采用密度泛函理论、第一性原理以及ABINIT软件进行了理论计算,得到了上述管的电子能带及其态密度曲线,并分析了这些管的导电性能.计算结果表明：（4,1）和（5,2）这两种单壁碳纳米管无能量禁带,均属于金属型;而（4,2）管有能量禁带,属于半导体型.此结论与用金属型单壁碳纳米管的判据|m-n|=3J（J=0,1,2,3,…）给出的结果一致.     

钙钛矿电子结构的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)计算方法,优化了K2Ti2O5的稳定几何构型,并计算了此钙钛矿体系的能带结构和态密度等基态物理性质.结果表明,K2Ti2O5属于间接绝缘体氧化物,其理论带隙宽度为2.6 eV.Ti原子处于氧原子的中心,其d轨道分裂为能量较高的eg和能量较低的t2g轨道,各轨道都靠近费米能级变为占据或半占据状态...     

扶手椅型单壁碳纳米管π电子能带及其曲线计算

为了研究单壁碳纳米管（SWNTs）的电学特性及其应用,对扶手椅型单壁碳纳米管π电子能带进行了计算.从紧束缚模型出发,利用量子理论和固体理论导出了单壁碳纳米管中π电子的能带表达式.在此基础上,利用波恩 卡门周期性边界条件和布洛赫定理建立了在管的圆周方向上波矢的量子化公式,得出了扶手椅型单壁碳纳米管中π电子能带表达式及其在布里渊区的能带曲线,并对其结果进行了深入分析和讨论,为单壁碳纳米管π电子结构的研究提供了必要且有价值的理论依据.     

Rh掺杂质单壁碳纳米管表面NO吸附反应的第一性原理研究

由于局部放电,SF6∕N2混合气体会发生分解.基于密度泛函理论研究SF6∕N2混合气体的一种分解产物NO对铑掺杂单壁碳纳米管表面的气敏特性.模拟和分析了NO气体靠近铑掺杂SWCNT(8,0)表面的吸附结构、吸附能量、电荷转移量、态密度等.结果表明,NO在Rh-SWCNT上的吸附过程是放热的.根据DOS分析,NO气体吸附在Rh-SWCNT表面后,NO与Rh-SWCNT的相互作用力变强,共价性增加.分析得出Rh-SWCNT材料可能适合作为检测SF6∕N2气体绝缘设备中NO的气体传感器.     

单壁碳纳米管的制备和纯化研究

采用双金属Eu/Ni做为催化剂,用直流电弧放电法制备单壁碳纳米管(single walled carbon nanotubes,SWNTs),并对其进行了纯化处理。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼光谱对所得样品进行了表征。结果表明,以双金属Eu/Ni为催化剂与Y/Ni为催化剂合成的单壁碳纳米管直径分布相近,其中1.36 nm为直径的碳纳米管占多数。经纯化处理的单壁碳纳米管有较高的纯度。     

外磁场中单壁碳纳米管π电子能隙的理论计算

为了得到单壁碳纳米管在外磁场作用下的电子结构规律,从紧束缚模型出发,利用量子理论和固体理论计算了在外磁场作用下单壁碳纳米管(SWNTs)中π电子的能带表达式.在此基础上,利用SWNTs的周期性边界条件和晶体中的布洛赫定理,得到了扶手椅型SWNTs中π电子的能带表达式,进而推导了外磁场作用下能隙宽度的表达式,从而得知能隙是磁通量Φ的周期函数.由金属型SWNTs的判据|m-n|=3J(J=0,1,2,3,…)可知,扶手椅型SWNTs(m=n)均为金属型,但由于其在外磁场的作用下可能产生能隙,由此证明了扶手椅型SWNTs可以由金属型转变为半导体型的规律.     

单分散单壁碳纳米管的制备

对电弧放电法合成的单壁碳纳米管样品进行硝酸氧化处理,经过离心分离后得到纯化的单壁碳纳米管。在超声波的作用下,向提纯后的样品中加入表面活性剂,制得单壁碳纳米管的分散体系。通过再一次的高速离心,将单壁碳纳米管管束和少量的石墨纳米粒子等杂质除去。UV-vis-NIR吸收光谱的研究表明,我们成功地制备了在水中分散的碳纳米管。     

单壁碳纳米管的电极耦合效应研究

利用紧束缚格林函数和计算机数值模拟方法,研究了单壁碳纳米管的电极耦合效应．计算结果表明,电极耦合强度直接影响系统的量子电导：在电极和中心单壁碳纳米管之间无耦合作用时,系统的行为呈现出理想的电导量子化特征,电导呈台阶式增长,最小电导为4e2/h; 在电极和中间单壁碳纳米管之间处于强耦合作用时,系统像个Fabry—Perot电子谐振腔,表现出明显的量子电导快速振荡和背景缓慢振荡;而对于耦合较弱的情况,由于电子在界面处所受散射作用的增强,系统的电导降低;当耦合作用极其微弱时,系统达到量子电导振荡的极限,像个量子点,此时电子在输运过程中只能一个接一个地通过碳纳米管．     

取代并五苯电子结构与光谱的密度泛函研究

用量子化学密度泛函理论(density functional theory,DFT)对并五苯和15种取代并五苯分子在B3LYP/6-31G(d)水平上进行几何构型的全优化研究,探讨给电子取代基(—OCH3)和吸电子取代基(—F、—CN)对并五苯分子净电荷分布和前线分子轨道能的影响规律,采用含时密度泛函理论(time-de-pendent density functional theory,TD-DFT)计算激发态的电子吸收光谱.结果表明,取代基团的引入显著影响了并五苯分子的净电荷分布、分子能级和光电性能.     

单壁碳纳米管对长片段聚合酶链式反应（PCR）增效机理的初步研究

为了开发新型基因扩增技术,采用两步PCR（two-stepPCR）和rpsL保真度实验等方法,对单壁碳纳米管（single．wallcarbonnanotube,SWCNT）在长片段PCR反应中的增效机理进行研究．结果表明：在长片段PCR反应中,单壁碳纳米管最适工作质量浓度为0．8mg／mL;单壁碳纳米管可以在较短的延伸时间增加扩增产物产量,提高DNA聚合酶的反应效率;通过rpsL保真度实验显示,对照组PCR产物的错误率为5．32×10^-6,而实验组的错误率仅为2．39×10^-6．     

Effect of electrochemical oxidation on carbon nanotube electrodes of electric double layer capacitors

Electrochemical oxidation of the carbon nanotube (CNT) polarizable electrodes of electric double layer capacitors (EDLCs) was studied. It indicated that electrochemical oxidation elevated the available surface area of the electrodes and introduced some kinds of functional group on the CNT surfaces. The specific capacitances of the polarizable electrodes with organic electrolyte could be enhanced from 22.4 F g-1 to 78.2 F g-1 after electrolysis oxidization. The enhancement of the specific capacitance depends on the extent of electrochemical oxidation. Using acidic electrolyte for electrochemical oxidation has different effects on modifying the performances of the CNT polarizable electrodes compared to using basic electrolyte.     

纳米碳管的非线性热电传输

利用Landauer-Büttiker公式对金属导线/单臂纳米碳管/金属导线结构的热电传输进行理论计算.在有限温度梯度下,利用迭代法计算非线性热电势和热电导,研究表明,热电势和热电导与系统电子的传输行为密切相关,热电势随系统化学势的变化而振荡,且可为正也可为负值,这种行为完全依赖于电子电导的变化.研究结果对分子器件热传输的实际应用有意义.     

CeO_2掺杂Mn的密度泛函理论

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对不同Mn掺杂浓度的CeO2晶体结构进行了结构优化,分别计算了体相及掺杂后的晶胞参数,总能量,态密度和能带等.从理论上分析了Mn掺杂对CeO2晶体电子结构的影响,为CeO2材料的掺杂改性研究提供了理论依据.     

态密度的卷积律

本文论述了态密度的卷积律及其证明,给出了态密度的卷积律的一个简洁的证明。     

Natural Mineral-marine Manganese Nodule as a Novel Catalyst for the Synthesis of Carbon Nanotubes

1 IntroductionCarbon nanotubes (CNTs) are globally in the lime-light as a newfancy material of the 21st century andtheyare broadening their applications to almost all scientificareas . Several methods , such as arc-discharge va-porization[1],laser vaporization[2],chemical vapor depo-sition (CVD)[3-4]and others[5], have been developed tofabricate CNTs (including single and multi wall) up tonow.It is very well possible that the CVD method,be-cause of its simplicity andlowcost ,will provide …     

Research on the electronic transport characteristics of the three-dimensional graphene/carbon nanotube composite structure

According to the actual growth way of graphene presence of the carbon source, four kinds of 3d grapheme-carbon nanotubes composite T structure are built, and their electron transport properties studied by combining density functional theory and the non-equilibrium green's function method. First the double probe model is built and the structure optimization is designed in ATK software, and then their transmission spectrums and electronic state density spectrum lines are analyzed. These research results can provide the reference for the 3d interconnect based on carbon nanomaterials.     

羟基磷灰石生物材料的第一原理计算

通过密度泛函理论计算来研究原子尺度羟基磷灰石晶体结构和电子结构.结果表明,羟基磷灰石为P63空间群六方单胞,点阵参数为a=0.9302nm、b=0.9303nm、c=0.6770nm,α=90°、β=90°、γ=120°.单胞总态密度主要是由各原子s,p,d电子态组成,费米能级主要是氧的2p4轨道的贡献,表明单胞结构中氧的2p电子最活泼.将优化后结构的衍射图谱和实验衍射图谱进行了比较,匹配较好.     

(4,4)碳纳米管/碳化硅纳米管异质结的输运特性

建立了(4,4)碳纳米管/碳化硅纳米管异质结的模型,采用非平衡格林函数法计算了该异质结的输运特性.从异质结的分子投影自洽啥密顿量的本征轨道,可以看出最高占据分子轨道和最低空轨道均位于碳纳米管侧,其能带闻隙约为0.48 eV;从其伏安特性可以看出,在正负偏压下开启电压为+2.0V和-1.6V.     

苯基亚磷酸甲酯结构与活性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论在B3LYP／6-31G（d）水平上对苯基亚磷酸甲酯分子的几何结构进行优化,计算了该分子的分子轨道能、键长、键角、二面角、慕利肯电荷分布及轨道电子激发态,这些分子量化计算结果可为研究苯基亚磷酸甲酯分子性质提供理论基础。     

金属Al电子结构与热力学性质的第一性原理计算

针对金属Al的电子结构与热力学性质,采用基于密度泛函理论的第一性原理以及CASTEP软件进行了理论计算,得到了金属Al的平衡晶格常数、相关弹性系数、电子能带、态密度、声子谱、声子态密度以及相关热力学参数,并对计算结果进行了理论分析.结果表明,金属Al具有明显的导电特性与良好的塑性.金属Al具有3条声学支波色散曲线与一个声子态密度峰.随着温度的增加,熵、焓均增加,而自由能减少.热容量随着温度的增加而迅速增加,当温度达到500 K后,热容量几乎不变,所得结论与物理规律相符合.