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基于第一性原理的石墨纳米带和石墨炔的性质研究

作　者: 武小一
导　师: 孟庆元
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 固体力学
关键词: 电子态密度能带石墨纳米带石墨炔分子模拟密度泛函理论
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

碳基材料是目前研究的热点,因具有许多特殊的物理性质而具有很大的应用空间,而能带是物体的基本属性,可以由能带性质得到物体的很多物理性质。本文对利用分子模拟的方法,对碳基材料的性质进行了研究,主要研究了石墨纳米带和石墨炔的电子态密度和能带性质。在第二章中主要介绍了基于第一性原理的密度泛函理论,这是本文计算的理论基础。其三章中介绍了的石墨纳米带,对于不同类型的石墨带讨论了其几何结构以及其建模方式,对不同类型的石墨带建立模型并进行了数值计算,总结了其能带性质的规律,并找出了影响能带性质的因素;之后又针对各种含有缺陷的石墨带进行计算,得到了不同类型缺陷下的石墨带能带性质,并通过比较总结了各种缺陷对石墨带能带性质的影响。在第四章中首先介绍了石墨炔,然后对石墨炔以及石墨炔纳米带的性质进行了计算,得到了不同类型石墨炔的能带性质,并讨论了缺陷对石墨炔性质的影响。最后对全部的工作进行了总结,并对后续的工作提出了一些想法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-16
  1.1 引言  8-10
  1.2 碳纳米材料  10-14
  1.3 本文研究内容和研究目的  14-16
第2章密度泛函理论  16-22
  2.1 绝热近似  18
  2.2 哈特利-福克方法  18-19
  2.3 密度泛函理论  19-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章石墨纳米带性质研究  22-63
  3.1 石墨纳米带模型  22-25
  3.2 无缺陷石墨纳米带的态密度和能带性质  25-36
    3.2.1 锯齿型石墨纳米带  26-30
    3.2.2 扶手椅型石墨纳米带  30-36
  3.3 封装缺陷对石墨纳米带性质的影响  36-45
    3.3.1 计算模型  36-38
    3.3.2 结果分析  38-45
  3.4 边界缺陷对石墨纳米带性质的影响  45-51
    3.4.1 建立模型  45-46
    3.4.2 结果分析  46-51
  3.5 内部缺陷对石墨纳米带性质的影响  51-62
    3.5.1 锯齿型石墨纳米带  52-57
    3.5.2 扶手椅型石墨纳米带  57-62
  3.6 本章小结  62-63
第4章石墨炔性质研究  63-82
  4.1 石墨炔的性质  63-64
  4.2 石墨炔纳米带的性质  64-70
  4.3 缺陷对石墨炔纳米带性质的影响  70-80
    4.3.1 边界处引入多余支链  71-75
    4.3.2 支链发生加成反应  75-78
    4.3.3 支链断链  78-80
  4.4 本章小结  80-82
结论  82-84
参考文献  84-89
致谢  89

基于第一性原理的石墨纳米带和石墨炔的性质研究

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