三類低維納米材料的電子和光學(xué)性質(zhì)的理論研究.pdf

1、低維納米材料由于其特殊的光、電、磁等特性,在納米器件、光電通訊與能量轉(zhuǎn)化等新材料領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。本論文采用密度泛函理論(DFT),設(shè)計(jì)并研究了四類具有寬吸收范圍的富硼體系的單壁B2CN納米管;同時(shí)對(duì)染料敏化太陽能電池(DSSCs)中的TiO2寬禁帶半導(dǎo)體納米材料與染料分子相互作用的電子和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了深入探究;最后針對(duì)小分子CO控制超薄貴金屬鈀(Pd)納米片的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探究。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論概括如下:
　　 (1)

2、基于穩(wěn)定的B2CN納米片,通過沿其不同矢量方向的卷曲,構(gòu)建了四類不同的鋸齒型和扶手椅式的一維B2CN納米管。計(jì)算結(jié)果表明,富硼體系的B2CN納米管的電子性質(zhì)強(qiáng)烈地依賴于管徑的大小和納米管的手性。隨著管徑的逐漸增大,鋸齒型和扶手椅式B2CN納米管的帶隙逐漸減小,呈現(xiàn)出由半導(dǎo)體到金屬性的轉(zhuǎn)變。預(yù)測(cè)的納米管的介電常數(shù)以及光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)出明顯的光學(xué)各向異性。
　　 (2)我們采用密度泛函方法對(duì)D5敏化的TiO2體系的態(tài)密度,能帶結(jié)構(gòu),以及

3、光子吸收譜進(jìn)行詳細(xì)的理論研究和光譜指認(rèn)。結(jié)果表明,D5染料的電子注入方式是直接注入,電子從染料分子的HOMO-1軌道躍遷到TiO2半導(dǎo)體材料的導(dǎo)帶,從而達(dá)到對(duì)寬禁帶半導(dǎo)體TiO2敏化的效果。這一結(jié)果有利于從微觀的角度理解染料分子和半導(dǎo)體之間的相互作用。
　　 (3)采用密度泛函方法,對(duì)實(shí)驗(yàn)上得到穩(wěn)定的小于10個(gè)原子層結(jié)構(gòu)的鈀藍(lán)納米片的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了研究。計(jì)算結(jié)果表明,Pd納米片表面的原位還原反應(yīng)的發(fā)生很可能是誘導(dǎo)Pd納米片生長(zhǎng)的