摻鋰單壁碳納米管的傳導(dǎo)特性研究.pdf

1、碳納米管是近幾年各國(guó)研究的重點(diǎn)，人們寄希望于其優(yōu)異的物理及化學(xué)性質(zhì)會(huì)給電子，材料，能源等領(lǐng)域的研究帶來(lái)突破性進(jìn)展和提供新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。電子元器件發(fā)展趨勢(shì)是尺寸將會(huì)更小，信息處理的速度要更快，同時(shí)要求單個(gè)器件的功耗要越來(lái)越小?？墒?，當(dāng)器件尺寸越來(lái)越小時(shí)，就必須必須考慮量子力學(xué)方面的限制，原有的微電子理論失效了，新的理論和新的器件(尤其是分子和納米器件)也開始出現(xiàn)了，碳納米管因?yàn)槠涮厥獾碾娮犹匦杂锌赡芷鸬胶苤匾淖饔?。因此，?duì)其進(jìn)行的一些電

2、特性、傳導(dǎo)特性的研究是十分有必要的。 本論文組織大體如下： 第一章：首先介紹了碳納米管的發(fā)現(xiàn)，相關(guān)的性質(zhì)，應(yīng)用前景等。而傳統(tǒng)的以硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體技術(shù)面臨極大的挑戰(zhàn)，也迫使人們?nèi)ヌ剿饕恍┬碌母拍?、?guī)律和手段以描述日益小型化的電子元器件中的載流子輸運(yùn)。本章在概述了這樣的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)之后，提出了微電子器件發(fā)展的瓶頸，同時(shí)對(duì)新興的納、分子電子器件進(jìn)行一些大概的產(chǎn)生、發(fā)展的介紹。最后對(duì)碳納米管的一些電學(xué)特性進(jìn)行了大概的介紹。

3、 第二章：主要是本研究的計(jì)算手段的理論基礎(chǔ)，主要使用的計(jì)算方法是非平衡格林函數(shù)方程。在介紹了關(guān)于電子輸運(yùn)的一個(gè)公式：Lundauer—Buttiker公式后，本章從基本的非平衡格林函數(shù)的一些概念如自能矩陣，散射矩陣開始介紹，然后給出對(duì)一些細(xì)節(jié)的計(jì)算問題的解決方案，最終按照計(jì)算思路提出這次工作的計(jì)算流程方案。 第三章：首先對(duì)基本的碳納米管進(jìn)行了幾何結(jié)構(gòu)的研究，給出了其生成程序；然后對(duì)本研究需要計(jì)算的模型進(jìn)行構(gòu)建，內(nèi)容包括探針的構(gòu)

4、建，器件的構(gòu)建，接觸界面，鋰原子的摻入等；最后截取了已選取了的CNT片段做為一個(gè)分子進(jìn)行建模，對(duì)其構(gòu)成的分子的坐標(biāo)進(jìn)行確定。 第四章：這一章主要展示了對(duì)已構(gòu)建模型的計(jì)算的結(jié)果和對(duì)結(jié)果的分析。計(jì)算和分析的內(nèi)容分為三個(gè)部分。第一部分是利用第一性的密度泛函方法對(duì)截取的CNT的截?cái)喾肿舆M(jìn)行電特性的計(jì)算，得出了諸如最高占據(jù)能級(jí)和最低非占據(jù)能級(jí)，費(fèi)米能級(jí)，總的能量和電子動(dòng)能等基本的參數(shù)，通過對(duì)摻入鋰原子和不摻入鋰原子兩種情況進(jìn)行分析比較，期