碳納米管對(duì)電磁波吸收特性的研究.pdf

1、新一代吸波隱身材料要求具有吸收強(qiáng)、寬頻帶、質(zhì)量輕、厚度薄、功能多、紅外微波吸收兼容以及優(yōu)良的其它綜合性能。碳納米管所具有的獨(dú)特的力學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性能以及電磁吸波特性，使其作為吸波材料具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先從吸波材料的隱身機(jī)理出發(fā)闡述了碳納米管的電磁波吸收特性。從碳的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)、碳納米管與石墨的淵源關(guān)系入手，對(duì)碳納米管的原子結(jié)構(gòu)、Brillouin區(qū)的特點(diǎn)，以及金屬型或半導(dǎo)體型的條件進(jìn)行了系統(tǒng)的探討。研究了緊束縛模型下完善碳

2、納米管、環(huán)狀碳納米管計(jì)入磁場(chǎng)作用的手性SWNTs和手性TCNTs的電子能量色散(狀態(tài))關(guān)系。以及完善的手性SWNTs和第Ⅰ、Ⅱ類TCNTs的能隙隨外磁場(chǎng)變化出現(xiàn)以Фi=Ф0(h/e)為周期的金屬——半導(dǎo)體連續(xù)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，這是對(duì)碳納米管吸波影響明顯的AB效應(yīng)。 碳納米管對(duì)電磁波的吸收機(jī)理比較復(fù)雜，從可見(jiàn)光到紅外波段，碳納米管都有良好的吸波特性。對(duì)其吸波機(jī)理的研究表明：對(duì)可見(jiàn)光的吸收對(duì)應(yīng)于能帶的帶間躍遷，而對(duì)于紅外波段的吸收對(duì)應(yīng)于呼吸

3、振動(dòng)模的激發(fā)。我們從晶格振動(dòng)與電磁波直接相互作用的條件入手，介紹了SWNTs中原子的振動(dòng)模式及Raman散射。重點(diǎn)研究了SWNTs對(duì)紅外光的吸收機(jī)理，關(guān)于呼吸振動(dòng)模，建立了一個(gè)理論模型，并分析了呼吸振動(dòng)模的頻率與碳納米管參數(shù)的依賴關(guān)系，進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。對(duì)微波吸收機(jī)理也進(jìn)行了探討，詳細(xì)介紹了碳納米管微波吸收材料的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果。 根據(jù)手性電磁理論，碳納米管的本征手性模型和螺旋結(jié)構(gòu)模型會(huì)產(chǎn)生毫米波段或厘米波段的吸收。碳納米管的手性明顯