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吸附和掺杂对碳纳米管几何和电子结构的影响的中期报告
吸附和掺杂是调控碳纳米管性质的重要手段。本研究以单壁碳纳米管为研究对象,探究不同吸附/掺杂物对其几何和电子结构的影响。
首先,我们通过密度泛函理论计算了不同吸附分子(包括水、氢、氧、氮等)对单壁碳纳米管(SWCNT)的几何结构的影响。结果表明,吸附分子可以影响SWCNT的局部形貌,并导致其形成不同的结构缺陷,如五元环和七元环等。此外,吸附分子对SWCNT的电子结构也产生了显著影响,导致其能带结构发生变化,尤其是对导带和价带的影响更加显著。
接着,我们进一步研究了掺杂对SWCNT性质的影响。我们以氮、硼和锂为代表,计算了它们在SWCNT的各种位置和浓度下的掺杂效果。结果表明,不同掺杂元素可以引起SWCNT本征能带的改变,使其从半导体向金属/半金属过渡,同时还能使其弥散带宽增加和密度态降低。此外,随着掺杂元素的浓度增加,它们对SWCNT电子结构的影响也变得更加明显。
总的来说,本研究揭示了吸附和掺杂对SWCNT几何和电子结构的影响,并为碳纳米管的功能化调控提供了借鉴。
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