納米材料的理論研究及線性標度電子結構方法的發(fā)展.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文納米材料的理論研究及線性標度電子結構方法的發(fā)展姓名：向紅軍申請學位級別：博士專業(yè)：化學物理指導教師：楊金龍20060501中文摘要的硼氮納米管以及一維的過渡金屬苯環(huán)三明治高聚物。我們發(fā)現(xiàn)所有的過渡金屬硼氮納米管雜化體系都怒鐵磁金屬。Ni納米線有硼氮納米管之間的雜化會導致紂裝Ni納米線的硼氮納米管中的半金屬或準半金屬性。準半金屬性自]Ni／BN(9，0)是所有Ni／硼氮納米管中最穩(wěn)定的雜化結構。通過摻入14e／

2、單胞，它可以轉變?yōu)榘虢饘?。有趣的是，我們可以通過對Ni／SN(9，o)施加靜壓實現(xiàn)準半金屬性到半金屬的轉變。同時調節(jié)壓力大小，可以調節(jié)Ni／BN(9，o)的半金屬能隙。另外，被更BN(8，o)納米管覆蓋的N據(jù)m米線也是半金屬。我們發(fā)現(xiàn)這些特殊的磁性質，不只是與Ni納米線相關的雜化體系才有，其它過渡金屬如Fe，Co納米線／硼氮納米簧的雜化體系也有類似性質。另外，在過渡鑫屬／硼氮納米管熬雜化體系中，自麓以及電予只通過中心憋過渡金屬續(xù)漲線輸運

3、，這是與過渡金屬／碳納米管雜化體系不月。我們蘺次用第一性原理方法磺究了一維瓣fT醚(Bz)k(TM=Sc，I“i，V，Cr，和Mn)褒聚甥鰓電子及磁性屣。結條表明所奢的寒聚甥，黢了fQ(Bz)k，幫是衾屬蛙黲。洚e霉g羚o。是鞭磁豁，f弱(蟊zⅪo。是磁t黢靜，其中鐵磁態(tài)與反鐵磁態(tài)靛麓量綴攘_i匿。lv(Bz弼。o楚準半金屬性的，f醚鞋(8z)k的基態(tài)懸半金滿。另辨，Ⅳ(Bz)j?？蓔美通過羧伸變?yōu)榘虢饘佟Ｎ覀兞拙苛擞蒝(Bz)k幫Mn

4、(Bz”。。綴藏的六角的高聚翻柬。其中，由于敢交抉作用，高聚物靜篷內耦合磁往徽大。我們發(fā)現(xiàn)商聚物的鏈間磁往耦合也足夠大，可以穩(wěn)定有限溫度下的鏈內鑲磁態(tài)。這望特殊的磁往質，往符過渡金屬苯環(huán)高聚楊，尤其【V(Bz)】。。和【Mn(Bz)】。。是可能的自旋輸運理怒材料。第圓章研究了ZnO納米線的電子，力學，以及壓電性質。氧化鋅足～種非常重要的材料。由于ZnO納米線的相列簡單的結構以及它的～維特性，并且很多別的ZnO納米結構也與ZnO努J米線有

5、相似的地方，所以ZnO納米線的研究就顯得特別重要。我們發(fā)現(xiàn)由于量子尺寸效應，ZnO納米線的能隙隨著直徑減小而單調增大。它們的楊氏模量大于體相的楊氏模量，也是隨贛直徑減小而單調增大。znO納米線的有效壓電常數(shù)比體楣的大，但是它們不是單調的依賴它們的直徑。這是因為兩個棚反的效應：最撂參數(shù)增大和表面原予比例增大。我們的計算結果表明ZnO納米線應該楚很好灼納米傳感器。第五章考察了～些其它體系麴撥質。其中主要磺究了硼摻雜酶金剮石超導體的電聲耦合。