準一維納米管結(jié)構(gòu)體系的晶格動力學研究.pdf

1、電子器件小型化是當今電子科技發(fā)展的主要特征，它為納米科技的發(fā)展提供了強勁驅(qū)動力。作為一種典型的準一維納米功能材料，納米管結(jié)構(gòu)體系在力學、熱學、電學、磁學和光學等方面表現(xiàn)出奇異的物理性能。這些奇異的物理性能預示著其在納米電子器件領域具有廣闊的應用前景。目前，納米管結(jié)構(gòu)體系的實驗制備以及物性研究已得到了越來越廣泛的關注。本文采用晶格動力學理論系統(tǒng)地研究了碳化硼納米管、碳納米線以及氧化碳納米管等納米管結(jié)構(gòu)體系的聲子特征與熱學性質(zhì)，揭示了這些準

2、一維納米材料的熱學性質(zhì)及其與幾何結(jié)構(gòu)的關聯(lián)特征，并很好地解釋了實驗現(xiàn)象。
　　 本論文包括以下五部分：
　　 第一章簡單介紹了納米管結(jié)構(gòu)體系的研究現(xiàn)狀、應用前景，以及本論文將要探索的一些問題。
　　 第二章扼要地介紹了計算聲子譜的常用方法。
　　 第三章計算了碳化硼納米管、碳納米線和氧化碳納米管等體系的聲子譜。計算表明，碳化硼納米管具有和碳納米管類似的4條聲學支。對非手性的(n，n)和(n，0)碳化硼納米

3、管，其獨立聲子支的數(shù)目NBCNT可表示為NBCNT=48+24(n-1)，是相同管型的非手性碳納米管獨立聲子支數(shù)目的4倍。但是碳納米線和氧化碳納米管都只有3條聲學支，其扭波模式在Γ點頻率不再為零。同時，在碳納米線和氧化碳納米管中都有一些新的振動模式出現(xiàn)。
　　 第四章主要研究了碳化硼納米管、碳納米線以及氧化碳納米管等體系的拉曼活性模。在碳化硼納米管的研究中，我們計算了一系列碳化硼納米管的徑向呼吸模和最低E2g模，并得到了其頻率與

4、管徑變化的標度關系。在碳納米線的的研究中，我們觀察到了新的拉曼模式和Raman頻移，提出了導致徑向呼吸模硬化以及高頻切向模軟化的相互作用競爭的新機制。在氧化碳納米管的研究中，我們發(fā)現(xiàn)氧化對納米管的呼吸模和高頻切向模都有很大影響，并且這種影響隨納米管的螺旋度、直徑、氧分子的吸附位型、以及吸附濃度的不同而有很大的差異。
　　 第五章詳細研究了碳化硼納米管、碳納米線以及氧化碳納米管的比熱性質(zhì)和特征。系統(tǒng)地研究了碳納米管和碳化硼納米管比