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《直徑、手性和電荷對單壁碳納米管穩(wěn)定性的影響》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:1、堅(jiān)持以“求實(shí)、創(chuàng)新’’的科學(xué)精神從事研究工作。2、本論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果。3、本論文中除引文外,所有實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)和有關(guān)材料均是真實(shí)的。4、本論文中除引文和致謝的內(nèi)容外,不包含其他人或其它機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。5、其他同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了聲明并表示了謝意。學(xué)位作者簽名:2蔓l!l:趣日期:·工。I2.f.2畢學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人完全了解南京師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并向國家主管部門或其指定機(jī)構(gòu)送交論文的電子版和紙質(zhì)版;有權(quán)將學(xué)位論文用于非贏利目的的少量復(fù)制并允
2、許論文進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱;有權(quán)將學(xué)位論文的內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索;有權(quán)將學(xué)位論文的標(biāo)題和摘要匯編出版。保密的學(xué)位論文在解密后適用本規(guī)定。學(xué)位作者簽名:!歪【!j:基日期:蘭!!呈:墨壘生TI指導(dǎo)教師簽名:日期:筮釁獻(xiàn)一必?fù)匆荒夸浾????????????????????iiAbstract???????????????????ii第一章引言?????????????????..1參考文獻(xiàn)?????一?????????????3第二章自洽的密度泛函緊束縛方法????????????42.1緊束縛近似????????????????..42.1.1緊束縛近似LCA0法????????
3、????..42.1.2緊束縛原子勢模型????????????..52.2密度泛函理論(DFT)??????????????62.2.1Hohenberg—Kohn定理????????????62.2.2Kohn—Sham方程?????????????..72.3自洽的密度泛函緊束縛方法(SCC—DFTB)???????..102.4SCC—DFTB+分子間作用的修正???????????11參考文獻(xiàn)??????????????????.13第三章碳納米管的基本結(jié)構(gòu)?????????????.14參考文獻(xiàn)??????????????????.18第四章單壁碳納米管的穩(wěn)定性???????
4、?????..194.1直徑對單壁碳納米管穩(wěn)定性的影響?????????..194.1.1極小直徑單壁碳納米管的穩(wěn)定性????????.204.1.2鋸齒形單壁碳納米管穩(wěn)定性與直徑的關(guān)系?????..234.2手性對單壁碳納米管穩(wěn)定性的影響?????????.264.2.1直徑為O.55nm的單壁碳納米管的手性與其穩(wěn)定性的關(guān)系?..264.2.2直徑為0.8nm的單壁碳納米管的手性與其穩(wěn)定性的關(guān)系?..284.3電荷對單壁碳納米管(4,4)管穩(wěn)定性的影響???????31參考文獻(xiàn)??????????????????.34第五章主要結(jié)論????????????????..36致謝?????
5、???????????????37摘要本論文采用自洽的密度泛函緊束縛方法(SCC—DFTB+)研究了直徑、手性以及電荷這三種因素對單壁碳納米管穩(wěn)定性的影響。在計(jì)算中,將單壁碳納米管用圓弧法將其展開為石墨片,采用SCC—DFTB+計(jì)算了其初態(tài)、末態(tài)以及七個(gè)中間構(gòu)象的靜態(tài)單點(diǎn)能,以此確定碳管展開為石墨片過程中的能量路徑和能量勢壘。首先研究了單壁碳納米管直徑對其穩(wěn)定性的影響。計(jì)算表明,直徑為0.24nm的單壁碳納米管(3,0)管是不能獨(dú)立存在的;而直徑在0.27nm—O.32nm間的單壁碳納米管,它們少部分可以以碳管存在,這為亞穩(wěn)態(tài)單壁碳納米管。對于鋸齒形單壁碳納米管(n,0)(n=3—24)
6、,隨著其直徑的增加,管的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。其次探討了同一直徑下手性與單壁碳納米管穩(wěn)定性的關(guān)系。選取直徑為0.55nm和0.80咖的兩組小直徑單壁碳納米管為研究對象,通過計(jì)算發(fā)現(xiàn):同一直徑下的單壁碳納米管,螺旋角越大,單壁碳納米管越穩(wěn)定。最后探討了電荷對周期性(4,4)管穩(wěn)定性的影響。當(dāng)管帶少量電荷(蠆<一O.06e/at伽)時(shí),碳管能量降低,穩(wěn)定性增強(qiáng);當(dāng)管所帶電荷繼續(xù)增加時(shí),能量逐漸升高,碳管穩(wěn)定性降低;當(dāng)電荷量增加至蠆>一0.19e/atom,碳管將不能穩(wěn)定存在。電荷在管上的分布情況為:起初,電荷均勻分布在(4,4)管上,隨著管展開角度的增加,電荷逐漸往其斷裂的邊緣集中。關(guān)鍵詞:單壁碳
7、納米管石墨片自洽的密度泛函緊束縛方法穩(wěn)定性Abs缸IactAbstrac七SCC.DFTB+memodswereusedtoinvestigatetllesta:bilityofsin西e-waLlledcarbonnanotubes.Ino耐ertostudVtheinauenceofthe碰ticalradius,di鋤eter,chi翻ityandplusingchargeonmestabilityofsin百e—walled