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摘要
单壁碳纳米管的带隙可控化一直是备受关注的研究方向,本文通过在单壁碳纳米管轴向方向上旋转每个碳原子得到扭转模型,详细介绍了模型的构建过程,提出了模型构建的两个原则,单壁碳纳米管扭转模型符合周期性排列规律,基于第一性原理密度泛函理论证明了扭转模型能够自洽成功.通过计算给出数十种扭转模型的带隙变化图,随着扭转强度的增大,单壁碳纳米管的带隙发生了多次相变,包括金属型-半导体型和半导体型-金属型转变.进一步统计了扭转过程中单壁碳纳米管的直径变化、碳原子间平均键长及平均键角的变化,发现这些变化也存在规律.最后统计了碳原子能量的变化规律,发现不同种类的单壁碳纳米管在相同扭转强度下有不同的能量变化.本文为单壁碳纳米管带隙可控化提供了新的思路,进而为单壁碳纳米管纳米电子器件、微集成电路提供了理论依据.
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