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Ni原子链填充碳纳米管的能量、电子结构和磁性的第一性原理计算

李姝丽 张建民

Ni原子链填充碳纳米管的能量、电子结构和磁性的第一性原理计算

李姝丽, 张建民
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  • 在广义梯度近似(GGA)下,利用密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理投影缀加波(PAW)赝势方法,研究了单根Ni原子链填充扶手椅型(n,n)(5≤n≤9)单壁碳纳米管的能量、电子结构和磁性.结果表明(5,5)碳纳米管直径过小排斥Ni原子链的插入,(6,6)碳纳米管是容纳Ni原子链的最小碳纳米管,特别是Ni原子链位于其中心轴线上时的形成能最低.以Ni@(6,6)和Ni@(7,7)系统为例,计算并分析了其自旋极化能带结构,电子总态密度,分波态密度和磁性,发现Ni原子的3d态电子
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973)(批准号:2004CB619302),国家自然科学基金(批准号:51071098)和西安文理学院中青年科研基金(批准号:kyc201008)资助的课题.
    [1]

    Iijima S 1991 Nature 354 56

    [2]

    Falvo M R, Clary G J, Taylor R M, Chi V, Brooks F P, Jr Washburn S, Superfine R 1997 Nature 389 582

    [3]

    Liu H X, Zhang H M, Hu H Y, Song J X 2009 Chin. Phys. B 18 734

    [4]

    Ni M Y, Wang X L, Zeng Z 2009 Chin. Phys. B 18 357

    [5]

    Long Y Z, Li M M, Sui W M, Kong Q S, Zhang L 2009 Chin. Phys. B 18 1221

    [6]

    Wang Y, Wu Q, He X J, Zhang S Q, Zhuang L L 2009 Chin. Phys. B 18 1801

    [7]

    Wang Y J, Wang L D, Yang M, Liu G Q, Yan C 2010 Acta Phys. Sin. 59 4950 (in Chinese) [王益军、王六定、杨 敏、刘光清、严 诚 2010 物理学报 59 4950]

    [8]

    Xu H, Xiao J, Ouyang F P 2010 Acta Phys. Sin. 59 4186 (in Chinese) [徐 慧、肖 金、欧阳方平 2010 物理学报 59 4186]

    [9]

    Zhang Y, Wen B, Song X Y, Li T J 2010 Acta Phys. Sin. 59 3583 (in Chinese) [张 宇、温 斌、宋肖阳、李廷举 2010 物理学报 59 3583]

    [10]

    Wang W, Zhang K W, Meng L J, Li Z Q, Zuo X Y, Zhong J X 2010 Acta Phys. Sin. 59 2672 (in Chinese) [王 伟、张凯旺、孟利军、李中秋、左学云、钟建新 2010 物理学报 59 2627]

    [11]

    Yang T Z, Luo S Z 2010 Acta Phys. Sin. 59 447 (in Chinese) [杨通在、罗顺忠 2010 物理学报 59 447]

    [12]

    Zhang L J, Hu H F, Wang Z Y, Wei Y, Jia J F 2010 Acta Phys. Sin. 59 527 (in Chinese) [张丽娟、胡慧芳、王志勇、魏 燕、贾金凤 2010 物理学报 59 527]

    [13]

    Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus M S 1998 Physical Properties of Carbon Nanotubes (London: ImperialCollege Press)

    [14]

    Dresselhaus M S, Dresselhaus G, Eklum P C 1996 Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes (New York: Academic Press)

    [15]

    Bachtold A, Strunk C, Salvetat J P, Bonard J M, Forró L, Nussbaumer T, Schnenberger C 1999 Nature 397 673

    [16]

    Kang Y J, Choi J, Moon C Y, Chang K J 2005 Phys. Rev. B 71 115441

    [17]

    Grobert N, Hsu W K, Zhu Y Q, Hare J P, Kroto H W, Walton D R M, Terrones M, Terrones H, Redlich P H, Rühle M, Escudero R, Morales F 1999 Appl. Phys. Lett. 75 3363

    [18]

    Tsang S C, Chen Y K, Harris P J F, Green M L H 1994 Nature 372 159

    [19]

    Guerret-Piécourt C , Le Bouar Y, Lolseau A, Pascard H 2002 Nature 372 761

    [20]

    Rao C N R, Sen R, Satishkumar B C, Govindaraj A 1998 Chem. Commun. 15 1525

    [21]

    Satishkumar B C, Govindaraj A, Vanitha PV, Raychaudhuri A K, Rao C N R 2002 Chem. Phys. Lett. 362 301

    [22]

    Che R C, Peng L M, Duan X F, Chen O, Liang X L 2004 Adv. Mater. 16 401

    [23]

    Kresse G, Hafner J 1993 Phys. Rev. B 47 558

    [24]

    Kresse G, Hafner J 1994 Phys. Rev. B 49 14251

    [25]

    Kresse G, Furthmüller J 1996 Comput. Mater. Sci. 6 15

    [26]

    Kresse G, Furthmüller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [27]

    Kresse G, Joubert D 1999 Phys. Rev. B 59 1758

    [28]

    Perdew J, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [29]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 5188

    [30]

    Zhang J M, Du X J, Wang S F, Xu K W 2009 Chin. Phys. B 18 5468

    [31]

    Jo C, Kim C, Lee Y H 2002 Phys. Rev. B 65 035420

  • [1]

    Iijima S 1991 Nature 354 56

    [2]

    Falvo M R, Clary G J, Taylor R M, Chi V, Brooks F P, Jr Washburn S, Superfine R 1997 Nature 389 582

    [3]

    Liu H X, Zhang H M, Hu H Y, Song J X 2009 Chin. Phys. B 18 734

    [4]

    Ni M Y, Wang X L, Zeng Z 2009 Chin. Phys. B 18 357

    [5]

    Long Y Z, Li M M, Sui W M, Kong Q S, Zhang L 2009 Chin. Phys. B 18 1221

    [6]

    Wang Y, Wu Q, He X J, Zhang S Q, Zhuang L L 2009 Chin. Phys. B 18 1801

    [7]

    Wang Y J, Wang L D, Yang M, Liu G Q, Yan C 2010 Acta Phys. Sin. 59 4950 (in Chinese) [王益军、王六定、杨 敏、刘光清、严 诚 2010 物理学报 59 4950]

    [8]

    Xu H, Xiao J, Ouyang F P 2010 Acta Phys. Sin. 59 4186 (in Chinese) [徐 慧、肖 金、欧阳方平 2010 物理学报 59 4186]

    [9]

    Zhang Y, Wen B, Song X Y, Li T J 2010 Acta Phys. Sin. 59 3583 (in Chinese) [张 宇、温 斌、宋肖阳、李廷举 2010 物理学报 59 3583]

    [10]

    Wang W, Zhang K W, Meng L J, Li Z Q, Zuo X Y, Zhong J X 2010 Acta Phys. Sin. 59 2672 (in Chinese) [王 伟、张凯旺、孟利军、李中秋、左学云、钟建新 2010 物理学报 59 2627]

    [11]

    Yang T Z, Luo S Z 2010 Acta Phys. Sin. 59 447 (in Chinese) [杨通在、罗顺忠 2010 物理学报 59 447]

    [12]

    Zhang L J, Hu H F, Wang Z Y, Wei Y, Jia J F 2010 Acta Phys. Sin. 59 527 (in Chinese) [张丽娟、胡慧芳、王志勇、魏 燕、贾金凤 2010 物理学报 59 527]

    [13]

    Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus M S 1998 Physical Properties of Carbon Nanotubes (London: ImperialCollege Press)

    [14]

    Dresselhaus M S, Dresselhaus G, Eklum P C 1996 Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes (New York: Academic Press)

    [15]

    Bachtold A, Strunk C, Salvetat J P, Bonard J M, Forró L, Nussbaumer T, Schnenberger C 1999 Nature 397 673

    [16]

    Kang Y J, Choi J, Moon C Y, Chang K J 2005 Phys. Rev. B 71 115441

    [17]

    Grobert N, Hsu W K, Zhu Y Q, Hare J P, Kroto H W, Walton D R M, Terrones M, Terrones H, Redlich P H, Rühle M, Escudero R, Morales F 1999 Appl. Phys. Lett. 75 3363

    [18]

    Tsang S C, Chen Y K, Harris P J F, Green M L H 1994 Nature 372 159

    [19]

    Guerret-Piécourt C , Le Bouar Y, Lolseau A, Pascard H 2002 Nature 372 761

    [20]

    Rao C N R, Sen R, Satishkumar B C, Govindaraj A 1998 Chem. Commun. 15 1525

    [21]

    Satishkumar B C, Govindaraj A, Vanitha PV, Raychaudhuri A K, Rao C N R 2002 Chem. Phys. Lett. 362 301

    [22]

    Che R C, Peng L M, Duan X F, Chen O, Liang X L 2004 Adv. Mater. 16 401

    [23]

    Kresse G, Hafner J 1993 Phys. Rev. B 47 558

    [24]

    Kresse G, Hafner J 1994 Phys. Rev. B 49 14251

    [25]

    Kresse G, Furthmüller J 1996 Comput. Mater. Sci. 6 15

    [26]

    Kresse G, Furthmüller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [27]

    Kresse G, Joubert D 1999 Phys. Rev. B 59 1758

    [28]

    Perdew J, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [29]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 5188

    [30]

    Zhang J M, Du X J, Wang S F, Xu K W 2009 Chin. Phys. B 18 5468

    [31]

    Jo C, Kim C, Lee Y H 2002 Phys. Rev. B 65 035420

  • [1] 易勇, 丁志杰, 李恺, 唐永建, 罗江山. Ni4NdB电子结构和磁性能第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(9): 097503. doi: 10.7498/aps.60.097503
    [2] 宋福展, 沈湘黔, 褚艳秋, 向军. 一维Ni0.5Zn0.5Fe2O4/SiO2复合纳米结构的制备及其磁性能. 物理学报, 2010, 59(7): 4794-4801. doi: 10.7498/aps.59.4794
    [3] 易勇, 李恺, 丁志杰, 易早, 罗江山, 唐永建. Ni4PrB的电子结构和磁性能研究. 物理学报, 2011, 60(10): 107502. doi: 10.7498/aps.60.107502
    [4] 曹永泽, 李国建, 王强, 马永会, 王慧敏, 赫冀成. 强磁场对不同厚度Fe80Ni20薄膜的微观结构及磁性能的影响. 物理学报, 2013, 62(22): 227501. doi: 10.7498/aps.62.227501
    [5] 曹永泽, 王强, 李国建, 马永会, 隋旭东, 赫冀成. 强磁场对不同厚度Fe-Ni纳米多晶薄膜的生长过程及磁性能的影响. 物理学报, 2015, 64(6): 067502. doi: 10.7498/aps.64.067502
    [6] 黄有林, 侯育花, 赵宇军, 刘仲武, 曾德长, 马胜灿. 应变对钴铁氧体电子结构和磁性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(16): 167502. doi: 10.7498/aps.62.167502
    [7] 侯育花, 黄有林, 刘仲武, 曾德长. 稀土掺杂对钴铁氧体电子结构和磁性能影响的理论研究. 物理学报, 2015, 64(3): 037501. doi: 10.7498/aps.64.037501
    [8] 张丽娟, 胡慧芳, 王志勇, 魏燕, 贾金凤. 硼掺杂单壁碳纳米管吸附甲醛的电子结构和光学性能研究. 物理学报, 2010, 59(1): 527-531. doi: 10.7498/aps.59.527
    [9] 王畅, 王利光, 张鸿宇, Terence K. S. W.. 嵌入锂原子的zigzag型单壁碳纳米管的电子传导特性. 物理学报, 2010, 59(1): 536-540. doi: 10.7498/aps.59.536
    [10] 辛 浩, 韩 强, 姚小虎. 单、双原子空位缺陷对扶手椅型单层碳纳米管屈曲性能的不同影响. 物理学报, 2008, 57(7): 4391-4396. doi: 10.7498/aps.57.4391
    [11] 杨剑群, 李兴冀, 马国亮, 刘超铭, 邹梦楠. 170keV质子辐照对多壁碳纳米管薄膜微观结构与导电性能的影响. 物理学报, 2015, 64(13): 136401. doi: 10.7498/aps.64.136401
    [12] 严诚, 王六定, 杨敏, 刘光清, 王益军. 分层掺B和吸附H2O碳纳米管的结构稳定性及电子场发射性能. 物理学报, 2010, 59(7): 4950-4954. doi: 10.7498/aps.59.4950
    [13] 张振华, 邱 明, 陈小华, 许龙山, 杨 植, 张 华. 接枝羧基的有限长碳纳米管电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2006, 55(6): 2986-2991. doi: 10.7498/aps.55.2986
    [14] 张助华, 郭万林, 郭宇锋. 轴向磁场对碳纳米管电子性质的影响. 物理学报, 2006, 55(12): 6526-6531. doi: 10.7498/aps.55.6526
    [15] 李 健, 王美丽, 张宝述, 宋功保. Ti1-xCrxO2±δ体系的相关系、晶体结构和磁性能研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3379-3387. doi: 10.7498/aps.56.3379
    [16] 魏杰, 陈彦均, 徐卓. 多铁性BiFeO3纳米颗粒的尺寸依赖磁性能研究. 物理学报, 2012, 61(5): 057502. doi: 10.7498/aps.61.057502
    [17] 李卫, 董生智, 李岫梅, 朱明刚. Ga替代对纳米晶Nd(Fe,Co)B黏结磁体磁性能的影响. 物理学报, 2001, 50(8): 1600-1604. doi: 10.7498/aps.50.1600
    [18] 李岫梅, 刘 涛, 郭朝晖, 朱明刚, 李 卫. 稀土含量对速凝工艺制备(Nd,Dy)-(Fe,Al)-B合金结构和磁性能的影响. 物理学报, 2008, 57(6): 3823-3827. doi: 10.7498/aps.57.3823
    [19] 白静, 王晓书, 俎启睿, 赵骧, 左良. Ni-X-In(X=Mn,Fe和Co)合金的缺陷稳定性和磁性能的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(9): 096103. doi: 10.7498/aps.65.096103
    [20] 张凯旺, 孟利军, 肖化平, 唐超, 钟建新. 碳纳米管-硅纳米线复合结构的形成和热稳定性. 物理学报, 2009, 58(11): 7781-7786. doi: 10.7498/aps.58.7781
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-08-01
  • 修回日期:  2010-09-29
  • 刊出日期:  2011-07-15

Ni原子链填充碳纳米管的能量、电子结构和磁性的第一性原理计算

  • 1. (1)陕西师范大学物理学与信息技术学院,西安 710062; (2)陕西师范大学物理学与信息技术学院,西安 710062;西安文理学院物理系,西安 710065
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973)(批准号:2004CB619302),国家自然科学基金(批准号:51071098)和西安文理学院中青年科研基金(批准号:kyc201008)资助的课题.

摘要: 在广义梯度近似(GGA)下,利用密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理投影缀加波(PAW)赝势方法,研究了单根Ni原子链填充扶手椅型(n,n)(5≤n≤9)单壁碳纳米管的能量、电子结构和磁性.结果表明(5,5)碳纳米管直径过小排斥Ni原子链的插入,(6,6)碳纳米管是容纳Ni原子链的最小碳纳米管,特别是Ni原子链位于其中心轴线上时的形成能最低.以Ni@(6,6)和Ni@(7,7)系统为例,计算并分析了其自旋极化能带结构,电子总态密度,分波态密度和磁性,发现Ni原子的3d态电子

English Abstract

参考文献 (31)

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