2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、納米技術(shù)被認為是人類自電力發(fā)明以來最偉大的技術(shù),幾乎涉及現(xiàn)代科技各個領(lǐng)域,如納米材料學、納米電子學、納米生物學、納米化學等學科。伴隨著微電子學實驗技術(shù)不斷發(fā)展,利用單分子構(gòu)建電子器件已成為納米領(lǐng)域的一個熱門課題,其中金屬一分子一金屬結(jié)構(gòu)的分子結(jié)點是最基本,研究最廣泛的分子器件單元,具有奇特的力學和電子輸運性質(zhì),得到實驗和理論上的廣泛關(guān)注。另一方面,自從1991年碳納米管被日本NEC公司Iijima博士發(fā)現(xiàn)以來,就以其特有的物理、化學性質(zhì)

2、及其新穎的結(jié)構(gòu)和在未來高科技領(lǐng)域的許多潛在應用價值,迅速在世界范圍內(nèi)掀起了碳納米管的研究熱潮。然而實驗證明,完美碳納米管的應用是有限的,實際的碳納米管總是不可避免地存在著各種拓撲缺陷。這些缺陷會改變碳納米管的性質(zhì),影響碳納米管的應用。
   本文中,采用基于能量密度泛函理論(Density functional theory,DFT)的從頭計算和基于該原理的SIESTA軟件,一方面利用1,8-辛二硫醇-金電極耦合模型進行分子結(jié)點

3、斷裂機理的理論性研究:另一方面研究含有單原子空位缺陷的碳納米管吸附CO氣體分子后的電子結(jié)構(gòu)變化,取得了一些有價值的結(jié)果。
   本論文共分為四個部分:
   第一章首先介紹了分子結(jié)點的背景知識,包括分子結(jié)點的類型,實驗方法,以及研究現(xiàn)狀和存在的問題。然后介紹了碳納米管的基本知識,包括碳元素及其同素異形體的基本情況、碳納米管的發(fā)展、幾何結(jié)構(gòu)、分類、性質(zhì),并簡單介紹了含有缺陷的碳納米管的研究現(xiàn)狀和存在的問題。最后簡要介紹了本

4、論文的研究內(nèi)容。
   第二章介紹了本研究所運用的理論方法。首先介紹了模擬計算所使用的量子力學第一性原理,包括Born-Oppenheimer近似,單電子近似。其次重點介紹了關(guān)于密度泛函理論的基本知識,如Hohenberg-Kohn定理、局域密度近似、廣義梯度近似等。隨后介紹了數(shù)值計算的方法,包括離散法和線性標度計算法。最后簡要介紹了自洽場計算和SIESTA軟件。
   第三章對1,8-辛二硫醇-金電極耦合模型進行了分子

5、結(jié)點斷裂的理論性研究。我們模擬了五種類型的l,8-辛二硫醇-金電極單分子結(jié)點被壓縮和拉伸的過程,計算了分子結(jié)點總能和分子結(jié)斷裂的平均力的變化,并通過對電子結(jié)構(gòu)的動態(tài)分析,討論了結(jié)點的幾何結(jié)構(gòu)變化的原因。研究發(fā)現(xiàn)辛二硫醇末端巰基上的氫原子在分子結(jié)點結(jié)構(gòu)變化中扮演著關(guān)鍵的角色,每種分子結(jié)點模型都具有特定的斷裂幾何構(gòu)型和斷裂力。通過本課題的研究和實驗研究的比較,推斷出氫-金鍵有可能是巰基-金電極構(gòu)成的分子結(jié)點斷裂最主要的機制。
  

6、在論文的第四章,我們系統(tǒng)地研究了小氣體分子(CO分子)在碳納米管表面的吸附,對沿含單原子空位缺陷碳納米管的不同方向移動CO分子的運動過程進行了理論研究。我們以(5,5)型和(7,O)型兩種碳納米管為例,主要討論了CO分子在碳納米管的單原子空位缺陷以及無缺陷區(qū)域的吸附,模擬沿缺陷碳納米管不同方向移動CO的運動過程,對每種碳納米管我們考慮了三種運動過程,分析了吸附能、態(tài)密度以及投影態(tài)密度的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)吸附CO分子對(5,5)管和(7,

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