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锯齿型碳纳米管的结构衍生及电子特性

刘雅楠 路俊哲 祝恒江 唐宇超 林响 刘晶 王婷

锯齿型碳纳米管的结构衍生及电子特性

刘雅楠, 路俊哲, 祝恒江, 唐宇超, 林响, 刘晶, 王婷
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  • 利用密度泛函理论研究锯齿型单、双壁碳纳米管从核到管状团簇直至纳米管的逐层结构衍生.研究结果表明五边形结构在管状团簇生长中发挥关键作用.此外,基于管状团簇的研究,运用周期性边界条件得到锯齿型单、双壁碳纳米管,并通过计算能带和态密度研究其电子特性.对单壁(n,0)和双壁(n,0)@(2 n,0)碳纳米管,当n=3q(q为整数)时,具有金属或窄带隙半导体特性;n3q时,具有较宽带隙半导体特性,且带隙随管径的增加而减小.然而,小管径碳纳米管受曲率效应的明显影响,n3q的(4,0),(4,0)@(8,0)和(5,0)@(10,0)均呈现金属性;n=3q的(6,0)@(12,0)则表现出明显的半导体特性.
      通信作者: 祝恒江, zhj@xjnu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11464044)和新疆矿物发光材料及其微结构自治区教育厅普通本科高校重点实验室(批准号:KWFG1506)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-01-13
  • 修回日期:  2017-02-18
  • 刊出日期:  2017-05-05

锯齿型碳纳米管的结构衍生及电子特性

  • 1. 新疆师范大学物理与电子工程学院, 新疆 830054
  • 通信作者: 祝恒江, zhj@xjnu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11464044)和新疆矿物发光材料及其微结构自治区教育厅普通本科高校重点实验室(批准号:KWFG1506)资助的课题.

摘要: 利用密度泛函理论研究锯齿型单、双壁碳纳米管从核到管状团簇直至纳米管的逐层结构衍生.研究结果表明五边形结构在管状团簇生长中发挥关键作用.此外,基于管状团簇的研究,运用周期性边界条件得到锯齿型单、双壁碳纳米管,并通过计算能带和态密度研究其电子特性.对单壁(n,0)和双壁(n,0)@(2 n,0)碳纳米管,当n=3q(q为整数)时,具有金属或窄带隙半导体特性;n3q时,具有较宽带隙半导体特性,且带隙随管径的增加而减小.然而,小管径碳纳米管受曲率效应的明显影响,n3q的(4,0),(4,0)@(8,0)和(5,0)@(10,0)均呈现金属性;n=3q的(6,0)@(12,0)则表现出明显的半导体特性.

English Abstract

参考文献 (50)

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