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相似文献
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1.
杨培芳  吴锋民  滕波涛  刘莎  蒋健中 《中国物理 B》2010,19(9):97104-097104
This paper systematically studies the rolling effects of the (n, n) single-wall carbon nanotubes (SWCNT) with different curvatures on Rh adsorption behaviours by using density functional theory. The outside charge densities of SWCNTs are found to be higher than those inside, and the differences decrease with the increase of the tube radius. This electronic property led to the discovery that the outside adsorption energies are higher than the inside ones, and that the differences are reduced with the increase of the tube radius. Partial density of states and charge density difference indicate that these strong interactions induce electron transfer between Rh atoms and SWCNTs.  相似文献   

2.
Adsorption of hydrogen molecules on an Ni-doped (8,0) single-walled carbon nanotube (SWNT) is investigated by using first-principles density functional calculations. The result shows that a single Ni atom adsorbed on the bridge site of the tube could cannot dissociate the H2, however it can chemisorb three H2 at most, with the average binding energy per H2 suitable for the hydrogen storage at the room temperature. More H2 would physisorb around an Ni atom weakly. As for the SWNT with an Ni dimer adsorbed, we find that when the H2 approaches the Ni--Ni bond, it dissociates without overcoming any barrier and makes bonds with Ni atom.  相似文献   

3.
对闭口碳纳米管(CNT)顶端分层掺氮及吸附不同数目水分子体系,运用第一性原理研究了有电场存在时的电子场发射性能.结果表明:掺氮并吸附水分子的CNT结构稳定;外电场愈强、水分子数愈多,体系态密度(DOS)向低能端移动幅度愈大且最高分子占据轨道(HOMO)/最低分子空轨道(LUMO)能隙愈小.吸附能,DOS/LDOS,HOMO/LUMO及其能隙分析一致表明,第三层氮掺杂CNT吸附不同数目水分子体系的场发射性能最佳. 关键词: 氮掺杂 水吸附 密度泛函理论 电子场发射  相似文献   

4.
运用第一性原理研究了掺硼碳纳米管(BCNT)顶端吸附水分子后的电子场发射性能.结果表明:掺B及吸附H2O的碳纳米管(BCNT+H2O)端部形成电子聚集的原子尺度微区,其电子态密度(DOS)在费米能级(Ef)附近有很大提高.根据计算的电子DOS,HOMO/LUMO及Mulliken电荷分布等可知BCNT+H2O比CNT+H2O有更好的场发射性能. 关键词: 掺硼碳纳米管 吸附 密度泛函理论 电子场发射  相似文献   

5.
微孔对单壁纳米碳管储氢性能的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
郑宏  王绍青  成会明 《物理学报》2005,54(10):4852-4856
用巨正则蒙特卡罗分子模拟方法研究了单壁纳米碳管中的微孔即单壁纳米碳管基本孔-内管腔和管间孔对单壁纳米碳管储氢性能的影响.与低温下氮气吸附实验结果的比较发现单壁纳米碳管的内管腔是吸附的主要位置.分析单壁纳米碳管内管腔中吸附势的叠加和利用效率,发现管径为2nm左右时单壁纳米碳管内管腔的储氢容量最高.当单壁纳米碳管阵列的管间距增加时,单壁纳米碳管的管间孔也会成为有效的氢吸附位. 关键词: Monte Carlo方法 单壁纳米碳管 储氢 微孔  相似文献   

6.
王亮  张朝晖 《物理学报》2009,58(10):7147-7150
利用基于密度泛函理论的计算方法,研究了处于石墨(HOPG)表面的半导体性单壁碳纳米管,发现碳纳米管下面的石墨受碳管的作用向下凹陷,而纳米管本身虽然保持其形状不变,但它的电子态受石墨衬底影响,造成导带下移,禁带宽度明显减小. 关键词: 单壁碳纳米管 密度泛函理论 局域密度近似方法  相似文献   

7.
利用Gaussian03程序计算出C-H键的键能是1.88 eV,键长是0.113 nm.已知H-H键能是4.748 eV,键长是0.074 nm.显然,H-H键能大于C-H键的键能,所以在常温常压下碳纳米管储氢时,以物理吸附H_2分子为主,化学形式的C-H键吸附为辅.另外,利用LJ势能函数,计算了H_2分子在碳纳米管中C原子所成的六边形中心正上方、C原子正上方以及相邻两C原子中间正上方时H_2分子与碳纳米管之间的势能.得到无论H_2分子是被吸附到管内或管外,还是被吸附到中间区域或两端区域,都是H_2分子在C原子所成的六边形中心正上方时能量最低.当H_2分子被吸附到碳纳米管中间区域时,管内和管外的H_2分子距管壁的距离分别是0.320 nm和0.309 nm;而当H_2分子被吸附到碳纳米管两端区域时,这两个距离分别是0.324 nm和0.313 nm.  相似文献   

8.
Using density functional theory, we present a model to illustrate that under a transverse electric field the overall amount of hydrogen storage can be increased on the SiC nanotube. Due to the cylindrical shape of the nanotube, an electric field does not have the similar effects on the different adsorption sites. Although it has the desired effects on some sites, the electric field may lead the binding energy to decrease on some other sites. We demonstrate that the binding energy decreases slightly just on the two small areas and increases significantly on the largest part of the nanotube surface.  相似文献   

9.
摘要 利用Gaussian03程序计算出C-H键的键能是1.88eV,键长是0.113nm。已知H-H键能是4.748eV,键长是0.074nm。显然, H-H键能大于C-H键的键能,所以在常温常压下碳纳米管储氢时,以物理吸附H2分子为主,化学形式的C-H键吸附为辅。另外,利用LJ势能函数,计算了H2分子在碳纳米管中C原子所成的六边形中心正上方、C原子正上方以及相邻两C原子中间正上方时H2分子与碳纳米管之间的势能。得到无论管内、管外或者两端,都是H2分子在C原子所成的六边形中心正上方时能量最低。且在管内时H2分子距离管壁的距离是0.320nm,在管外时距离管壁的距离是0.309nm;在两端的管内时距离管壁的距离是0.324nm,在两端的管外时距离管壁的距离是0.313nm。  相似文献   

10.
碳纳米管束中的正电子理论   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
陈祥磊  郗传英  叶邦角  翁惠民 《物理学报》2007,56(11):6695-6700
采用中性原子叠加模型和有限差分方法(SNA-FD)计算了大范围内不同管径的单壁碳纳米管束中的正电子情况,发现对于单壁碳纳米管束,正电子的主要湮没区域,湮没对象和正电子寿命随碳纳米管管径的不同而发生规律性变化.计算得到管径范围在0.8—1.6nm的碳纳米管束的正电子寿命范围为332—470ps,与实验测得的394ps符合较好.  相似文献   

11.
采用巨正则蒙特卡罗方法模拟锂掺杂单壁碳纳米管阵列(SWCNTA-Single Walled Carbon Nanotube Array)和钾掺杂SWCNTA的物理吸附储氢。重点研究了碱金属原子的种类和掺杂位置对SWCNTA储氢的影响。通过分析碱金属掺杂SWCNTA与氢分子间相互作用的差异及其变化的原因,给出了碱金属掺杂SWCNTA储氢量差异的理论解释,并对今后的研究工作提出了新的建议。  相似文献   

12.
刘红 《中国物理 B》2010,19(5):57206-057206
This paper studies the quantum conductance properties of three-terminated carbon nanotube Y-junctions, which are built by connecting three (5,5) single-walled carbon nanotubes. The results show that the quantum conductance at the Fermi energy oscillates periodically with the junction's size, and the number of oscillating periodic layers is 3 which is the same as that in the two terminated $(10,0)/m(5,5)/(10,0)$ junctions. Moreover, this Y-junction with different size exhibits obvious different distribution of electron current in the two drain branches, called shunt valve effect of electronic current. Thus the degree of this effect can be controlled and modulated directly by constructing the three branches' sizes or the distribution of defect. The results show in detail that the difference between the two drain currents can be up to two times for some constructions with special sizes. In addition, the uniform distribution of defects in the Y-junction leads to lower quantum conductance than that of other defect configurations.  相似文献   

13.
范冰冰  王利娜  温合静  关莉  王海龙  张锐 《物理学报》2011,60(1):12101-012101
本文采用第一性原理的密度泛函理论,主要以(6,6)Armchair型,(11,0)Zigzag型单壁碳纳米管为研究对象,研究了水分子链在碳纳米管内部吸附的稳定结构,以及结合能随其结构的变化.结果表明:当水分子链受限于碳纳米管内部时,引起碳纳米管直径收缩,这主要是由于水分子链与碳纳米管之间的氢键作用以及范德华弱相互作用所引起的.随着碳纳米管半径的增加,两种单体之间的结合能逐渐减小,但当碳纳米管半径增加至6.78时,其结合能又有所增加,这是由于在优化过程中,水分子链单体之间的氢键作用大于水分子链与碳纳米管之 关键词: 水分子链/单壁碳纳米管 密度泛函理论 结构稳定性  相似文献   

14.
Utilising molecular dynamics simulations, the hydrogen molecules adsorption isotherms of the (8,?0) palladium decorated single-walled carbon nanotube (SWNT) were obtained. The hydrogen adsorption was studied on the external, interstial and internal surfaces of the SWNT bundle at several temperatures ranging from 77 to 400?K. The results were compared with the bare single-walled carbon nanotube bundle under the same conditions. The decorated carbon nanotube bundle hydrogen adsorption was significantly higher than that of the bare one. The hydrogen desorption and readsorption were studied using temperature as the readsorption/desorption variable. The rate constants were calculated for the hydrogen desorption at different temperatures. The calculated decorated SWNT bundle hydrogen desorption activation energy was higher than that for the bare SWNT bundle. The calculated activation energies for the hydrogen desorption in both nanotube bundles specified the temperature dependency of hydrogen desorption.  相似文献   

15.
Rh在单壁碳纳米管上吸附的密度泛函理论研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文利用密度泛函理论研究了Rh原子在(6,6)单壁碳纳米管内外的吸附行为. 通过对Rh在单壁碳纳米管上不同吸附位的吸附构型与吸附能的研究发现: Rh吸附在管内、外的洞位最稳定, 且管外吸附比在管内强. 这是由于单壁碳纳米管的卷曲效应使得管外电荷密度比管内大造成的. 态密度分析表明, 吸附在管内外的Rh原子的5s电子均转移到了4d轨道上; Rh原子4d轨道上的电子转移到了(6, 6)碳管上, 使Rh带正电, 碳管带负电. 结合能带分析表明, Rh原子吸附在管内磁性较弱, 而吸附在管外较强. 关键词: 密度泛函理论 单壁碳纳米管 Rh原子 吸附  相似文献   

16.
靳磊  付宏刚  谢颖  于海涛 《中国物理 B》2012,21(5):57901-057901
The electronic structures and field emission properties of capped CNT55 systems with or without alkali metal atom adsorption were systematically investigated by density functional theory calculation.The results indicate that the adsorption of alkali metal on the center site of a CNT tip is energetically favorable.In addition,the adsorption energies increase with the introduction of the electric field.The excessive negative charges on CNT tips make electron emittance much easier and result in a decrease in work function.Furthermore,the inducing effect by positively charged alkali metal atoms can be reasonably considered as the dominant reason for the improvement in field emission properties.  相似文献   

17.
采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)和局域密度近似(LDA)方法,优化计算得到碳纳米管(CNT),硼原子取代碳原子及其吸附氖原子前后系统的几何结构,能量,电子能带和态密度。结果显示,碳纳米管的能带结构与石墨的层状几何结构相似,能量的变化只在kz=0和kz=0.5平面之间沿着c轴方向出现。B原子取代C原子使价带和导带分别分裂为两个和三个能带。对Ne原子的吸附使价带能量沿着c轴方向升高并导致Fermi面附近的态密度下降。Ne原子的吸附在谷位H最稳定,顶位A其次。C-C间σ键的弯曲使Ne原子吸附在桥位b1比桥位b2处更为稳定。Ne原子在管外的吸附均为放热过程,而管内则为吸热过程。结构分析表明Ne原子对C原子有排斥作用,对B原子却具有吸引作用。B原子取代C原子的位置略凸出于CNT的管壁之外,使Ne原子的吸附能增加。  相似文献   

18.
在混合密度泛函B3LYP理论下,用3-21G基函数对有限长扶手椅形单壁碳纳米管(4,4)、(5,5)和(6,6)的构型进行优化和分子静电势计算.结果表明:除近核区域为正常的正电势外,碳纳米管结构模型的管内和管外为负电势区域;在碳纳米管结构模型的管内,管心处均出现负电势的最小值,且负电势的绝对值随着碳纳米管的曲率降低而增大,管心轴线上静电势的变化随碳纳米管的曲率降低而减少,带电粒子流比较容易通过纳米管.  相似文献   

19.
采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)和局域密度近似(LDA)方法,优化计算得到碳纳米管(CNT),硼原子取代碳原子及其吸附氖原子前后系统的几何结构,能量,电子能带和态密度。结果显示,碳纳米管的能带结构与石墨的层状几何结构相似,能量的变化只在kz=0和kz=0.5平面之间沿着c轴方向出现。B原子取代C原子使价带和导带分别分裂为两个和三个能带。对Ne原子的吸附使价带能量沿着c轴方向升高并导致Fermi面附近的态密度下降。Ne原子的吸附在谷位H最稳定,顶位A其次。C-C间σ键的弯曲使Ne原子吸附在桥位b1比桥位b2处更为稳定。Ne原子在管外的吸附均为放热过程,而管内则为吸热过程。结构分析表明Ne原子对C原子有排斥作用,对B原子却具有吸引作用。B原子取代C原子的位置略凸出于CNT的管壁之外,使Ne原子的吸附能增加。  相似文献   

20.
采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)和局域密度近似(LDA)方法,优化计算得到碳纳米管(CNT),硼原子取代碳原子及其吸附氖原子前后系统的几何结构,能量,电子能带和态密度.结果显示,碳纳米管的能带结构与石墨的层状几何结构相似,能量的变化只在kz=0和kz=0.5平面之间沿着c轴方向出现.B原子取代C原子使价带和导带分别分裂为两个和三个能带.对Ne原子的吸附使价带能量沿着c轴方向升高并导致Fermi面附近的态密度下降.Ne原子的吸附在谷位H最稳定,顶位A其次.C-C间σ键的弯曲使Ne原子吸附在桥位b1比桥位b2处更为稳定.Ne原子在管外的吸附均为放热过程,而管内则为吸热过程.结构分析表明Ne原子对C原子有排斥作用,对B原子却具有吸引作用.B原子取代C原子的位置略凸出于CNT的管壁之外,使Ne原子的吸附能增加.  相似文献   

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