ZA27/CNT界面特性电子理论研究

依据原子结合能定义了界面结合能. 采用递归法计算了纳米管增强锌铝基复合材料中ZA27/CNT界面电子结构，揭示了纳米管在ZA27合金晶界分布的微观物理本质，及其ZA27/CNT弱界面结合的电子层面的原因. 研究发现：金属基体对纳米管增强相上的碳原子态密度影响很大，而纳米管对基体金属中的铝、锌原子影响很小. 碳原子态密度与基体金属原子趋于同化，使纳米管与基体金属结合，但因同化程度不高导致界面结合较弱，影响强化效果. 如果在纳米管装饰或镀上与基体金属性质相近的原子层，会极大改善复合材料的界面结合强度，提高复合材料性能. 关键词： 复合材料 纳米管 电子结构 界面     

碳纳米管增强铝基复合材料电子理论研究

采用自行开发计算机软件，建立了铝晶粒大角度重位点阵晶界模型及碳纳米管与铝金属的界面结构，利用递归法计算了纳米碳管增强铝基复合材料的电子结构参数(铝晶界、铝与纳米管界面及纳米管的结构能，体系费米能级等). 计算结果表明：Σ为5的晶界结构能最低，比较稳定；纳米碳管在铝晶粒的晶界处与铝形成的界面结构能较低，复合材料中纳米碳管主要分布在铝晶粒的晶界处；铝提高纳米碳管的结构能，降低纳米碳管的稳定性，增强碳管的物理化学活性，且管口处的碳原子稳定性较差，易与周围环境中的原子结合生成稳定结构. 关键词： 电子结构 晶界 铝复合材料 纳米管     

第一性原理研究3C-SiC/Mg复合材料界面的电子结构

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法对4种3C-SiC(111)/Mg(0001)界面模型进行研究.界面间距和粘附功的计算表明,结构优化之后的界面模型只在z轴方向发生了移动,界面间距发生了不同程度的缩短;中心型模型的稳定性强于顶位型模型,C终端结构的稳定性强于Si终端结构,中心型C终端的界面模型具有最大的粘附功(2.5834 J/m~2)和最小的界面间距(1.7193?),是4种模型中最稳定的结构. Mulliken电荷、电荷密度分布、差分电荷密度和态密度的计算表明,中心性结构的Si终端和C终端模型界面处存在共价键、离子键和金属键.     

界面电子的发射

界面电子的发射￥中国科学院化学研究所＠邱文丰＠刘云圻界面电子的发射金属表面发生的化学反应在很大程度上取决于金属与表面上吸附的原子或分子间的电子的交换，因此研究表面上的电子的行为就很重要．加州伯克利大学的Ｃ．Ｂ．Ｈａｒｒｉｓ等人设计了新的实验方法，应用激光光...     

ZnSe/GaAs(100)界面电子结构的计算

利用形式散射理论的格林函数方法，采用紧束缚最近邻近似下的sp³s模型，计算了ZnSe/GaAs(100)两类界面(Se/Ga和As/Zn界面)的电子结构.分别给出了两类界面的界面带结构和波矢分辨的层态密度及其分波态密度.计算结构表明，在ZnSe/GaAs(100)两类界面的禁带隙中均无界面态，而在其价带区均存在三条束缚的界面带和四条半共振带；通过比较，分析了两类界面的界面态特征及其来源. 关键词：     

Mn/GaAs(100)界面电子结构的同步辐射光电子能谱研究

利用同步辐射光电子能谱,研究了室温下在GaAs(100)表面上淀积的Mn的超薄膜的电子结构.实验发现,在θ<2ML的覆盖度下,Mn3d电子的能量态密度分布与体金属α-Mn差别很大当θ>2ML之后,便逐步接近α-Mn的体电子结构.这一结果可由Mn3d电子的自旋向上带和自旋向下带的交换分裂很好地解释.由此推断,当覆盖度θ<2ML时,在GaAs(100)表面上淀积的Mn的超薄膜具有磁有序结构 关键词：     

单壁碳纳米管能带及其电子特性研究

从能带理论出发,采用电子紧束缚能量色散关系,推导锯齿,扶手椅和手性单壁碳纳米管(SWCNT)的电子能带结构表达式,指出单壁碳纳米管或为金属或为半导体的判据。结果表示:单壁碳纳米管的电子结构与其几何结构密切相关,如扶手椅型单壁碳纳米管是金属性的,而对其它类型的单壁碳纳米管是与碳纳米管的手性指数有关,只有手性指数n和m的差别等于3的倍数时,单壁碳纳米管是金属性的,否则会显出有带隙的半导体特性。这意味着单壁碳纳米管是由特殊的电子传输和光学性质,在纳米电子学领域具有巨大的潜在应用价值。     

氮掺杂手性碳纳米管的电子结构和输运特性的理论研究

运用第一性原理的密度泛函理论,结合非平衡格林函数,研究了氮原子取代掺杂手性单壁(6,3)碳纳米管的电子结构和输运特性.计算结果表明:不同构形和不同数目的氮原子取代掺杂对手性碳管的输运性质有很复杂的影响.研究发现,氮原子掺杂明显改变了碳管的电子结构,使金属型手性碳管的输运性能降低,电流-电压曲线呈非线性变化,而且输运性能随着杂质原子间间距的变化而发生显著改变.在一定条件下,金属型碳管向半导体型转变. 关键词： 手性单壁碳纳米管 氮掺杂 电子结构 输运性能     

苯并咪唑苝与金属Ag的界面电子结构研究

利用同步辐射光电子能谱实验技术考察了苯并咪唑苝(BZP)和Ag的界面形成过程与电子结构.单层覆盖度以下时，BZP分子与Ag有弱相互作用，在有机分子禁带中出现明显界面反应态，结合能位于0.9eV.单层铺满后，BZP分子呈现三维岛式生长，且与Ag的相互作用逐渐减弱，同时最高占据分子轨道由于终态效应逐渐向高结合能方向位移至体相结合能位置(2.3eV). Ag衬底上BZP分子的生长导致样品表面功函数减小，表明形成了表面偶极势(Δ=0.3eV)，且电子从有机分子向金属Ag偏移.最后，考察了BZP/Ag 关键词： 有机-金属界面 电子结构 光电子能谱 同步辐射     

扶手椅型氮化镓纳米管电子结构与传输特性的研究

本文采用密度泛函理论和非平衡格林函数对扶手椅型氮化镓纳米管（n,n）（2≤ n ≤10）的电子结构和输运性质进行了研究。结果表明,所有的扶手椅型氮化镓纳米管都是间接带隙半导体,带隙随着纳米管直径的增加而增加,并且得到了两极体系下氮化镓纳米管的电流-电压曲线。氮化镓纳米管的半导体特性随着纳米管直径的增加越来越明显,电子态密度和电子透射光谱都具有脉冲型尖峰并且最大峰值随着n的增加而增加。这说明电子态密度和电子透射光谱峰在能量范围内,有较好的对应关系。     

Elastic behavior of disclination dipole near nanotube with surface/interface effect

In this paper, we present an analytical solution of the interaction of the nanotube （NT） with a wedge disclination dipole in nanotube-based composites. The corresponding boundary value problem is solved exactly by using complex potential functions. The explicit expression of the force exerted on disclination dipole is given by using the generalized Peach- Koehler formula. As a numerical illustration, both the equilibrium position and the stability of the disclination dipole are evaluated for different material combinations, relative thickness of an NT, surface/interface effects, and the features of the disclination dipole. The results show that as the thickness of the NT layer increases, the NT has a relatively major role in the force acting on the disclination dipole in the NT-based composite. The cooperative effect of surface/interface stresses and the NT becomes considerable as the increase of NT layer thickness. The equilibrium position may occur, even more than one, due to the influences of the surface/interface stress and the NT thickening. The influences of the surface/interface stresses and the thickness of the NT layer on the force are greatly dependent on the disclination angle.     

C/SiC纳米管异质结电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,对扶手椅型(4,4)和(6,6)及锯齿型(8,0)和(10,0)C/SiC纳米管异质结的电子结构进行了研究.结果表明两类异质结结构都表现为半导体特性.扶手椅型纳米管异质结形成了Ⅰ型异质结,电子和空穴都限制在碳纳米管部分.锯齿型纳米管异质结中价带顶主要分布在碳纳米管部分及C/SiC界面处,而导带底均匀分布在整个纳米管异质结上.这两种异质结结构在未来纳米器件中具有潜在的应用价值. 关键词： C/SiC纳米管异质结 第一性原理 电子结构     

纳米CdS/碳纳米管复合材料的光电特性

基于CdS良好的光学性质和单壁碳纳米管(SWCNT)优异的电子学性质, 制备了纳米CdS/SWCNT复合材料和纳米CdS/聚乙烯亚胺(PEI)功能化SWCNT复合材料, 并利用日光灯光源模拟太阳光研究了它们的光电性质. 结果表明, 纳米CdS/SWCNT复合材料呈现显著的负光电导现象, 而纳米CdS/PEI-SWCNT复合材料呈现强烈的正光电导现象. 用电子转移理论对这一结果进行了解释. 两样品在大角度弯折的情况下, 光电性质均基本没有变化. 因此, 纳米CdS/碳纳米管复合材料在光电领域, 尤其是新兴的柔性光电子学领域有着良好的应用前景. 关键词： 碳纳米管 CdS 光电材料 复合材料     

氧化镁纳米管团簇电子结构的密度泛函研究

用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G（d）基组水平上对MgO纳米管团簇的二元环双管、三元环、三元环双管三种构型共21个团簇进行优化,对各构型的平均结合能、能隙、平均原子电荷以及总电荷密度进行了理论研究. 结果表明,平均结合能和配位数呈线性关系;随着纳米管的生长,团簇的稳定性增加,其中以三元环纳米管最为稳定;生长过程中发生原子间的电荷转移现象,预测出至无限长时的平均原子电荷分别为1298,1270,1306;混合离子共价键始终存在于MgO纳米管团簇之中. 关键词： 氧化镁 纳米管团簇 密度泛函理论 电子结构     

Field emission characteristic of screen-printed carbon nanotube cathode

The fabrication of carbon nanotube emitters with excellent emission properties is described. The multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) produced by chemical vapor deposition (CVD) method were purified with oxidation method and mixed with organic binding pastes and then screen-printed on glass substrates with ITO film. We applied anode voltage gradually to refine the emission behavior of the emitter by cleaning the top surface of screen-printed carbon nanotubes (CNTs). The density of the carbon nanotubes is about 2.5×10⁸/cm². Diode field emission experiments were performed in dynamic vacuum system to study the emission current, the emission uniformity, etc. Bright and stable character emission images were obtained in the diode structure and the emission current could approach 1 mA/cm².     

含有五边形—七边形缺陷的单壁纳米碳管的输运性质研究

运用第一性原理的密度泛函理论结合非平衡格林函数研究了含有五边形—七边形拓扑缺陷的纳米碳管异质结的输运性质.结果发现：拓扑缺陷对碳管的输运性质有很大影响；另外，不同类型的碳管形成的异质结的输运性质也有明显的差异. 关键词： 纳米碳管 输运性质 异质结 透射系数     

Band structures of carbon nanotube with spin-orbit coupling interaction

We explore the band structures of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with two types of spin-orbit couplings. The obtained results indicate that weak Rashba spin-orbit coupling interaction can lead to the breaking of four-fold degeneracy in all tubes even though without the intrinsic SO coupling. The asymmetric splitting between conduction bands and valence bands is caused by both SO couplings at the same time. When the ratio of Rashba spin-orbit coupling to the intrinsic spin-orbit coupling is larger than 3, metallic zigzag nanotube is always metallic conductor, on the contrary it becomes semiconducting properties. However, only when this ratio is equal to about 3 or the intrinsic spin-orbit coupling is much weak, the metallic armchair nanotube still holds the metallic behavior in transport.     

A density functional theory study of the electronic structures and magnetic properties of Fe（1-x）Cox alloy nanowires encapsulated in （10,0） carbon nanotubes

Under the generalized gradient approximation, the electronic structures and magnetic properties of Fe_(1-x)Co_x alloy nanowires encapsulated inside zigzag (10,0) carbon nanotubes (CNTs) are investigated systematically using firstprinciple density functional theory calculations. For the fully relaxed Fe_(1-x)Co_x/CNT structures, all the C atoms relax outwards, and thus the diameters of the CNTs are slightly increased. Formation energy analysis shows that the combining processes of all Fe_(1-x)Co_x/CNT systems are exothermic, and therefore the Fe_(1-x)Co_xalloy nanowires can be encapsulated into semiconducting zigzag (10,0) CNTs and form stable hybrid structures. The charges are transferred from the Fe_(1-x)Co_xnanowires to the more electronegative CNTs, and the Fe-C/Co-C bonds formed have polar covalent bond characteristics. Both the spin polarization and total magnetic moment of the Fe_(1-x)Co_x/CNT system are smaller than those of the corresponding freestanding Fe_(1-x)Co_xnanowire, and the magnetic moment of the Fe_(1-x)Co_x/CNT system decreases monotonously with increasing Co concentration, but the Fe_(1-x)Co_x/CNT systems still have a large magnetic moment, implying that they can be utilized in high-density magnetic recording devices.