单壁碳纳米管杨氏模量的掺杂效应

用分子动力学方法研究了N,O,Si,P,S等5种杂质对扶手椅型(5，5)和锯齿型(9，0)单壁碳纳米管杨氏模量的影响.结果表明：直径为0.678和0.704 nm的扶手椅型(5，5)和锯齿型(9，0)碳纳米管在无掺杂时其杨氏模量分别为948和804 GPa.在掺杂浓度10％以下，碳纳米管的拉伸杨氏模量均随掺杂浓度增加近似呈线性下降规律，下降率以Si掺杂最大，N掺杂最小.对与C同周期的元素掺杂，随原子序数增加碳纳米管的杨氏模量下降率增大；与C不同周期的元素掺杂，碳纳米管的杨氏模量随掺杂浓度增加下降率更大，但 关键词： 碳纳米管 杂质 杨氏模量 分子动力学方法     

基于第一性原理研究单壁碳纳米管的力学性质

用基于第一性原理的Crysta103软件中的Hartree-Fock近似和密度泛函与Hartree-Fock混合近似两种方法计算一系列碳纳米管的杨氏模量,对两种近似方法的计算结果进行比较.Hatree-Fock近似计算的杨氏模量与实验和其它理论结果符合较好;密度泛函和Hartree-Fock混合近似计算的杨氏模量偏小,...     

单壁纳米管的弹性性质

基于第一性原理计算了一系列单壁碳纳米管(椅型、锯齿型)和氮化硼锯齿型纳米管的杨氏模量.用实际的数值结果显示了杨氏模量与纳米管管径之间的依赖关系.还讨论了各类纳米管卷曲形变能以及平衡基矢长度a随管型的变化. 关键词： 单壁纳米管 平衡基矢长度 杨氏模量 形变能     

卷曲效应对单壁碳纳米管电子结构的影响

利用计入卷曲效应的单壁碳纳米管(SWCNT)的能量色散关系,计算最低导带的电子速度及有效质量,并与不计入卷曲效应的结果进行了比较.计算结果表明:卷曲效应对电子速度及有效质量的影响与SWCNT的类型密切相关,金属锯齿型SWCNT对卷曲效应最为敏感,其次是扶手椅型SWCNT,最不敏感的是半导体锯齿型SWCNT.由此可以推断,卷曲效应对金属锯齿型SWCNT电子结构及低偏压输运特性影响最大,其次是扶手椅型SWCNT,影响最不明显的是半导体锯齿型SWCNT.这些结果与实验测量及密度泛函理论计算结果完全一致. 关键词： 单壁碳纳米管 卷曲效应 电子速度 电子有效质量     

单壁碳纳米管内流体流动的手性效应

纳米尺度范围内流道分子结构形成的粗糙度将会影响其中的流体流动。本文采用分子动力学方法,以氩为工质,模拟了不同手性的单壁碳纳米管（SWCNT）内流体的流动。结果表明：由于范德瓦耳斯力的作用,流体分子与壁而间有一定的距离。可以看出在壁面附近有两个明显的分层,这是纳米流动中持有的流体密度分层现象。由于不同手性碳纳米管的分子排...     

单壁碳纳米管环离散谱和连续谱间的转变

考虑卷曲效应，构造了扶手形单壁碳纳米管环的单Π轨道紧束缚模型.利用波函数分解方法导出了原子间相互作用矩阵元，由此研究了扶手形碳纳米管环的电子性质.随环半径改变，观察到电子结构发生从离散谱到连续谱之间的转变.计算也表明随管半径改变，其能谱也有类似的变化. 关键词： 碳纳米管环 卷曲效应 电子结构     

单壁碳纳米管轴向压缩变形的研究

采用Tersoff-Brenner势函数描述碳纳米管中碳原子间的相互作用，通过分子动力学方法对不同螺旋型的单壁碳纳米管的轴向压缩变形行为进行了研究.研究发现单臂碳纳米管的杨氏模量低于锯齿形碳纳米管，根据微观结构特征的差异对这一结果进行了分析.同时从能量和结构变化两方面对碳纳米管受压失稳进行了分析，揭示出碳纳米管失稳的微观特征. 关键词： 纳米管 分子动力学 杨氏模量 屈曲     

曲率效应对超小碳纳米管电子性质的影响

在考虑曲率效应的情况下,在螺旋坐标系下解析地推导了非手性的碳纳米管(SWNTs)(包括扶手椅型和锯齿型)的能量色散关系,并分析了曲率效应对超小扶手椅型SWNTs的能带、能隙和导电能力及其对超小锯齿型SWNTs(包括扶手椅型和锯齿型)的能隙的影响.     

单壁碳纳米管端口结构的热稳定性

利用紧束缚势分子动力学模拟方法,研究了温度在1000 K-3000 K之间单壁碳纳米管端口结构的变化趋势.计算表明,温度对整个管端口结构有重要影响,温度升高容易使理想单壁碳管端口封闭.温度在3000 K下碳管端口达到封闭,而且端口封闭导致碳管系统能量的降低.碳纳米管长度越长,端口封闭越快,且扶手型碳纳米管比锯齿型碳纳米管更容易形成端口封闭的结构.     

空位结构缺陷对C纳米管弹性性质的影响

用分子动力学方法对不同空位缺陷的扶手椅型与锯齿型单壁C纳米管杨氏弹性模量进行了计算和分析. 结果表明：扶手椅型（5, 5）, （10,10）和锯齿型（9, 0）, （18, 0） 纳米管在无缺陷时其杨氏模量分别为948,901和804,860 GPa. 随管径的增大,扶手椅型和锯齿型单壁C纳米管弹性模量分别减小和增大,表现出完全不同的变化规律. 随着C纳米管中单点空位缺陷的均匀增加,杨氏模量下降,当缺陷比率增加到一定程度时,杨氏模量下降骤然趋缓,形成一下降平台;双空位缺陷对C纳米管杨氏模量的影响与其分布方向有关;随单点空位缺陷间原子数的增加,在轴向上,杨氏模量下降到某一值小幅波动,而在周向上杨氏模量先下降,然后上升到某一稳定值. 随两单点空位缺陷的空间距离进一步增大,杨氏模量又呈微降趋势. 通过分子间σ键与π键特征及缺陷间近程电子云耦合作用规律与空位缺陷内部5-1DB缺陷的形成特点等理论对上述规律进行了分析. 关键词： 空位缺陷 C纳米管 分子动力学 杨氏模量     

Field—ion microscopy observation of single—walled carbon nanotubes

Field-ion microscopy(FIM),a tool for surface analysis with atomic resolution,has been employed to observe the end structure of single-walled carbon nanotubes(SWCNTs).FIM images revealed the existence of open SWCNT ends,Amorphous carbon atoms were also observed to occur around SWCNTs and traditional field evaporation failed to remove them.Heat treatment was found to be efficacious in altering the end structures of SWCNT bundles.Carbon and oxygen atoms released from heated tungsten filament are believed to be responsible for the decoration imposed on the SWCNT ends.     

单壁碳纳米管电子输运特性的稳定性分析

基于变形单壁碳纳米管能量色散关系,计算了碳纳米管最低导带的电子速度及有效质量随形变系数变化的各种曲线,以此推测碳纳米管输运性质的稳定性问题.计算结果表明：对于特定类型的碳纳米管,只当其形变发生在某特定方向、且处于低形变（形变系数ε≤002 ）区时,电子平均速度v_mean及平均有效质量m^*_mean随形变改变才会很小（相对改变量≤2%）,这意味着此时的碳纳米管低偏压电子输运性能是基本稳定的.而其他形变情形,电子平均速度v_mean或电子平均有效质量m^*_mean或两者随形变变化明显,甚至有跃变,这意味着其低偏压电子输运性能是不稳定的,甚至极不稳定. 关键词： 变形单壁碳纳米管 电子速度 电子有效质量 输运性能稳定性     

单层碳纳米管的磁输运特性

依据磁场中Boltzmann输运方程及单层磁纳米管(SWNTs)的能量色散关系,对单个SWNTs中轴向磁场诱发的低温磁阻进行了数值计算.分析表明:当电子以低能输运时,SWNTs的磁阻有明显的Aharonov-Bohn(A-B)效应,与并SWNTs的能隙相对应.     

单壁碳纳米管中的金属-半导体转变与对称性

报道了最近作者对受压扶手椅形单壁碳纳米管中的金属-半导体转变机理的理论研究。这种转变在两种因素的共同作用下得以发生，即外加压力造成碳纳米管镜像对称破缺，以及被压碳纳米管两侧原子发生成键相互作用．作者还进一步揭示了发生这种转变的普遍机制：只要将单壁碳纳米管中两套原来等价的子晶格变得可以区分(对称性破缺)，在费米能附近就会产生能隙．     

Kondo效应对磁杂质碳纳米管电输运特性的影响

从碳纳米管中Kondo效应的影响出发, 在有限温度下采用Anderson模型表征碳纳米管/磁杂质系统, 利用Landauer公式对磁杂质碳纳米管的电导和热电势进行研究, 得出和实验结果一致结论. 关键词： Kondo效应 碳纳米管 电输运特性     

温控电弧放电法大量制备单壁碳纳米管

采用可以控制真空室温度的改进型直流电弧炉，在氮气和氦气(1∶1)混合气氛下，使用Co-Ni(1∶1wt%)合金催化剂，通过控制温度等工艺条件，在容器内壁生成了大量单壁碳纳米管，尤其在阴极与阳极之间有大量的宏观网状薄膜.通过两步纯化方法：在500℃空气中烘烧30min；再用37%盐酸浸泡72h，用去离子水过滤至中性烘干.经SEM，HRTEM，XRD，Raman观察分析，纯化后其纯度高(>95％)、管径均匀(1.24—1.38nm).实验结果表明：温度强烈影响单壁碳纳米管的产量，不同温度下管子的纯度、产量都有差异，在温度为600℃时，其纯度达到70％，产量为12g/h. 关键词： 单壁碳纳米管 电弧法 温度影响