納米材料的理論研究及線性標(biāo)度電子結(jié)構(gòu)方法的發(fā)展.pdf

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文納米材料的理論研究及線性標(biāo)度電子結(jié)構(gòu)方法的發(fā)展姓名：向紅軍申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：化學(xué)物理指導(dǎo)教師：楊金龍20060501中文摘要的硼氮納米管以及一維的過(guò)渡金屬苯環(huán)三明治高聚物。我們發(fā)現(xiàn)所有的過(guò)渡金屬硼氮納米管雜化體系都怒鐵磁金屬。Ni納米線有硼氮納米管之間的雜化會(huì)導(dǎo)致紂裝Ni納米線的硼氮納米管中的半金屬或準(zhǔn)半金屬性。準(zhǔn)半金屬性自]Ni／BN(9，0)是所有Ni／硼氮納米管中最穩(wěn)定的雜化結(jié)構(gòu)。通過(guò)摻入14e／

2、單胞，它可以轉(zhuǎn)變?yōu)榘虢饘佟Ｓ腥さ氖?，我們可以通過(guò)對(duì)Ni／SN(9，o)施加靜壓實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)半金屬性到半金屬的轉(zhuǎn)變。同時(shí)調(diào)節(jié)壓力大小，可以調(diào)節(jié)Ni／BN(9，o)的半金屬能隙。另外，被更BN(8，o)納米管覆蓋的N據(jù)m米線也是半金屬。我們發(fā)現(xiàn)這些特殊的磁性質(zhì)，不只是與Ni納米線相關(guān)的雜化體系才有，其它過(guò)渡金屬如Fe，Co納米線／硼氮納米簧的雜化體系也有類(lèi)似性質(zhì)。另外，在過(guò)渡鑫屬／硼氮納米管熬雜化體系中，自麓以及電予只通過(guò)中心憋過(guò)渡金屬續(xù)漲線輸運(yùn)

3、，這是與過(guò)渡金屬／碳納米管雜化體系不月。我們蘺次用第一性原理方法磺究了一維瓣fT醚(Bz)k(TM=Sc，I“i，V，Cr，和Mn)褒聚甥鰓電子及磁性屣。結(jié)條表明所奢的寒聚甥，黢了fQ(Bz)k，幫是衾屬蛙黲。洚e霉g羚o。是鞭磁豁，f弱(蟊zⅪo。是磁t黢靜，其中鐵磁態(tài)與反鐵磁態(tài)靛麓量綴攘_i匿。lv(Bz弼。o楚準(zhǔn)半金屬性的，f醚鞋(8z)k的基態(tài)懸半金滿(mǎn)。另辨，Ⅳ(Bz)j?？蓔美通過(guò)羧伸變?yōu)榘虢饘?。我們磷究了由V(Bz)k幫Mn

4、(Bz”。。綴藏的六角的高聚翻柬。其中，由于敢交抉作用，高聚物靜篷內(nèi)耦合磁往徽大。我們發(fā)現(xiàn)商聚物的鏈間磁往耦合也足夠大，可以穩(wěn)定有限溫度下的鏈內(nèi)鑲磁態(tài)。這望特殊的磁往質(zhì)，往符過(guò)渡金屬苯環(huán)高聚楊，尤其【V(Bz)】。。和【Mn(Bz)】。。是可能的自旋輸運(yùn)理怒材料。第圓章研究了ZnO納米線的電子，力學(xué)，以及壓電性質(zhì)。氧化鋅足～種非常重要的材料。由于ZnO納米線的相列簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及它的～維特性，并且很多別的ZnO納米結(jié)構(gòu)也與ZnO努J米線有

5、相似的地方，所以ZnO納米線的研究就顯得特別重要。我們發(fā)現(xiàn)由于量子尺寸效應(yīng)，ZnO納米線的能隙隨著直徑減小而單調(diào)增大。它們的楊氏模量大于體相的楊氏模量，也是隨贛直徑減小而單調(diào)增大。znO納米線的有效壓電常數(shù)比體楣的大，但是它們不是單調(diào)的依賴(lài)它們的直徑。這是因?yàn)閮蓚€(gè)棚反的效應(yīng)：最撂參數(shù)增大和表面原予比例增大。我們的計(jì)算結(jié)果表明ZnO納米線應(yīng)該楚很好灼納米傳感器。第五章考察了～些其它體系麴撥質(zhì)。其中主要磺究了硼摻雜酶金剮石超導(dǎo)體的電聲耦合。