单壁碳纳米管声子谱计算

本文对单壁碳纳米管的结构对称性进行分析,并对其晶格振动模对称性进行分类。计算单壁碳纳米管的声子谱,给出了直径在0.7～10.0nm范围内的碳纳米管的拉曼活性和红外活性振动模的频率。     

单壁碳纳米管声子谱及比热计算

利用卷曲法计算了有限长单壁碳纳米管的声子色散关系．讨论了单壁碳纳米管的比热随管径、温度的变化趋势．结果表明碳管的比热随温度、管径的增大而增大,并逐渐趋于一恒定数值．根据色散关系的计算结果,给出了有限长（5,5）型单壁碳纳米管的振动模式以及部分振动模式的频率随长度的变化关系． 关键词： 碳纳米管 声子 比热     

声子角动量与手性声子

在经典的物理学理论中,声子广泛地被认为是线极化的、不具有角动量的.最近的理论研究发现,在具有自旋声子相互作用的磁性体系(时间反演对称性破缺)中,声子可以携带非零的角动量,在零温时声子除了具有零点能以外还带有零点角动量;非零的声子角动量将会修正通过爱因斯坦-德哈斯效应测量的回磁比.在非磁性材料中,总的声子角动量为零,但是在空间反演对称性破缺的六角晶格体系中,其倒格子空间的高对称点上声子具有角动量,并具有确定的手性;三重旋转对称操作给予声子量子化的赝角动量,赝角动量的守恒将决定电子谷间散射的选择定则;此外还理论预测了谷声子霍尔效应.     

多壁碳纳米管热物性参数的理论计算

本文计算了多壁碳纳米管的声子色散关系,分析了多壁碳纳米管的声子振动模式和热物理性质.结果表明:多壁碳纳米管的层间相互作用使得声子频率升高,因而使得比热容和热导率降低.在极低温区层间相互作用对热物性参数的影响明显.对于(5,5)@(10,10)管,不考虑层间相互作用时热导率的计算值在10 K处可相差60%.随着层数的增加,多壁管热导率值降低,并且趋向定值.     

第一性原理计算:MgCNi_3镁位空穴(Na)掺杂的声子谱研究

应用全势线性响应线性糕模轨道(FP-LR-LMTO)方法对MgcM3镁位进行钠掺杂的虚原子近似,计算晶格振动的动力学矩阵,得到Mg1-xNaxCNi3(x=0,0.06)的声子谱.计算结果表明MgCNi3声子谱中最低声学支沿F-M方向有接近一半距离的不稳定声子模存在,不稳定声子模都包括存原胞内x-y平面上两个相邻Ni原子沿着与C-Ni键垂直的方向上,向着镍八面体间隙区的垂直运动x为0.06的掺杂,使得布里渊区沿三个主要高对称性方向(Г-x、Г-M、Г-R)虚频范围扩大,容易使MgCNi3结构不稳定而产生结构相变.     

声子散射下碳纳米管场效应管建模方法研究

声子散射对碳纳米管场效应管(carbon nanotube field effect transistor, CNTFET)的特性有着不可忽略的影响. 传统研究方法基于弹道输运模型来分析发生声子散射时各参数对器件特性的影响, 进而建立CNTFET声子散射模型.为了降低模型复杂度, 提高仿真计算的速度, 本文深入研究了CNTFET的声子散射影响, 对手性、温度和能量三个参数的变化进行了仿真, 分析了参数对器件特性的影响. 采用线性近似拟合的方式建立了一种新的CNTFET声子散射模型.通过分析散射下电流的变化, 验证了该模型的正确性和有效性.与半经典散射模型相比, 该模型由于不需要进行积分计算, 计算过程较为简单, 降低了运算量. 关键词： 碳纳米管场效应管 声子散射模型 线性近似拟合     

单壁碳纳米扶手椅、锯齿管声子色散关系的计算

引用石墨经验力常数计算碳纳米管声子色散关系时，必须处理由二维平面卷曲形成三维实体纳米管所引入的问题. 报道对一系列扶手椅和锯齿单壁碳纳米管计及卷曲效应的声子色散关系的计算结果. 基于实际的数值计算结果，以及对单壁碳纳米扶手椅、锯齿管结构的对称性分析，讨论了Brillouin区中心Γ点晶格振动模的分类. 关键词： 碳纳米管 声子色散关系     

非共振条件下单壁碳纳米管拉曼散射强度的计算

利用非共振情况下的键极化模型理论，对单壁碳纳米管的拉曼光谱强度进行了研究.考察了碳纳米管结构、入射光和散射光的偏振方向以及管轴的取向对散射光强度的影响.计算结果表明，光的偏振方向对拉曼散射强度影响较大，而手性对拉曼光谱的影响较小.针对碳管样品的实际情况，给出了无规取向碳管的拉曼散射光谱. 关键词： 碳纳米管 拉曼散射 声子 键极化     

单壁碳纳米管晶格热导率的理论计算

基于线性波尔兹曼输运方程和碳纳米管的色散关系,本文研究了声子散射的Umklapp和Normal过程同时存在时单壁碳纳米管的晶格热导率,以及温度、管长和管径对它的影响.结果表明:N过程的影响在高温不能忽略;对(10,0)管而言,在低温下其导热率随温度升高迅速增大,在90 K附近达到最大值,然后逐渐开始下降;热导率与管长L的关系是κ∝ L1/2;在相同管长和温度下,热导率随管径的减小而增大.     

单壁纳米碳管的声子谱研究

通过五步旋转操作方便地得到了不同位置原子间的力常数矩阵，从而可以使对各种不同类型管的声子谱的计算变得简便. 计算表明，非螺旋的扶手椅型（n, n）管与锯齿型(n, 0)管的非简并和二重简并模式数分别为12和6(n-1)，这与从群论等方法所得结果相符. 关键词： 纳米碳管 声子谱 振动模式密度 动力学矩阵     

Electron transport in armchair single-wall carbon nanotubes

The rates of electron scattering via phonons in the armchair single-wall carbon nanotubes were calculated by using the improved scattering theory within the tight-binding approximation. Therefore, the problem connected with the discrepancy of the scattering rates calculated in the framework of the classical scattering theory and ones predicted by experimental data was clarified. Then these results were used for the solving of the kinetic Boltzmann equation to describe electron transport properties of the nanotubes. The equation was solved numerically by using both the finite difference approach and the Monte Carlo simulation procedure.     

碳纳米管的表面修饰及FTIR,Raman和XPS光谱表征

用红外、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）研究了水热条件下碳纳米管在不同氧化剂中的表面修饰过程。结果表明水热条件下可以成功地实现碳纳米管的表面修饰,而且,通过控制反应条件可以改变反应产物中官能团的种类和数量。     

手性碳纳米管能带特性的研究

探讨手性（chiral)单层碳纳米管（SWNTs)电子结构的主要特点。提出了确定与Fermi能级EF＝0相交或相近的子能带指数J及相关的波矢ky值的方法。并直接从A－B效应出发。导出了任意手性角的SWNTs在磁场中发生金属－半导体连续转换的条件,同时对其能隙变化规律进行了详细讨论。     

Phonon drag resistivity of potassium

The phonon drag resistivity for potassium is calculated by solving the Boltzman equations for both the electrons and phonons as opposed to the conventional method of Ziman where the phonon equation is not considered. By an application of the Schwartz inequality we can show that the drag resistivity in the present formalism is larger than that obtained by the conventional method. We substantiate this result by numerical calculation for potassium at very low temperatures, using a realistic phonon spectrum obtained from inelastic neutron scattering data. Parts of this paper were presented as partial fulfilment for a Ph.D. degree at Cornell University. The work was partially supported by CSIR funding.     

Phonon emission spectra of thin metallic films

Thin metallic films evaporated on an Al₂O₃-single crystal and cooled to liquid helium temperatures are heated by short electric current pulses. The high frequency part of the emitted phonons is detected by calibrated superconductive tunneling junctions on the opposite surface of the substrate. The observed phonon detector signal amplitude is compared with theoretical models taking account of the boundary conditions for elastic waves in the film. It is found that the phonon spectrum emitted perpendicularly to the substrate-film boundary depends strongly on the thickness of the heater film.     

Phonon spectra of Zn and Cd using a model pseudopotential approach

Recently Animalu has developed a model potential approach to study the electronic properties of transition metals. We have applied the transition metal model potential (TMMP) of Animalu in the local approximation to derive the phonon dispersion curves of Zn and Cd alongΓA,ΓM andΓKM symmetry directions. Our results differ widely from the experimental data. Further we have added the non-local contribution to the dynamical matrix following the scheme of Eschrig and Wonn and found the resuits comparable to the measured ones.     

电场诱导碳纳米管阵列准直生长的研究

在传统的热化学气相沉积(CVD)的基础上,引入针尖电场,开展了电场对碳纳米管阵列准直性改善的研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱两种表征手段,研究了加电场与不加电场两种情况下得到的碳纳米管(CNT)阵列的准直性,证明了电场对碳纳米管阵列准直生长的有效性。文章还对电场诱导碳纳米管阵列准直生长的机理进行了初步的探讨,认为电场使碳纳米管极化是CNT阵列准直生长的主要原因。     

Properties of Carbon Nanotube Optical Antennae

The properties of carbon nanotube as optical antennae have been studied. The equation of current distribution on a single antenna has been obtained by using conventional transmission line theories. The re-radiation lobe pattern of a single antenna and an antenna arrays have been gained by computer simulation.     

磁场中手性碳纳米环的类超导效应

利用导出的任意手性碳纳米环（TCNTs）的电子状态－能量关系式,对磁场中任意手性TCNTs所具有的类似超导环的性质及持续电流的手性效应进行理论探讨。在T＝0K时,金属型和半导体型TCNTs象介观一维正常金属环一样具有类似超导环的性质、即持续电流以磁通量子φ0为周期随φ线性变化,且对手性角θ、环半径R极为敏感。手性TCNTs类似超导环的性质比高对称TCNTs明显得多,但随R增大而减弱,且减弱的快慢也与手性角θ有关。