發(fā)布時間：2018-05-07 04:14

  本文選題：硅納米管 + 第一性原理　； 參考：《中國民航大學》2015年碩士論文

【摘要】：硅納米管具有碳納米管及硅納米線的綜合性質(zhì),有可能為制造納米器件提供一種全新的硅材料。本文選擇扶手椅型(5,5)硅納米管和三種扶手椅型(5,5)硅納米管吸附氧分子(O_2)體系為研究對象;采用基于密度泛函理論計算、結(jié)合理論分析方法,使用M-S軟件包中的Visualizer模塊,設(shè)計并建立硅納米管及其吸附氧分子體系的結(jié)構(gòu)模型;用平面波贗勢方法軟件(即CASTEP)模塊,對它們的幾何結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性、電子性質(zhì)和光學性質(zhì)進行了計算研究,并進行了理論分析和討論。研究表明,扶手椅型(5,5)硅納米管體系的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,計算實踐也表明所選用的計算方法和研究方案可行,具有一定的可靠性;扶手椅型(5,5)硅納米管具有半導體性質(zhì)、禁帶寬度較小,僅為0.474eV,屬于窄帶隙直接半導體。在100nm~800nm波長范圍,扶手椅型(5,5)硅納米管光學吸收系數(shù)較大,可用于制備可見光-紫外光吸收材料。三種扶手椅型(5,5)硅納米管-O2A、(5,5)硅納米管-O2B、(5,5)硅納米管-O2C體系的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這表明,扶手椅型(5,5)硅納米管具有吸附氧分子的能力,在吸附氧氣方面具有可能的應用價值。在吸附氧氣后,扶手椅型(5,5)硅納米管-O_(2A),(5,5)硅納米管-O_(2B)和(5,5)硅納米管-O_(2C)的禁帶寬度分別為0.337、0.384和0.387eV,均較(5,5)硅納米管均有一定程度減小,都屬于窄帶隙直接半導體。在0-1000nm波長范圍,這三種體系光學吸收系數(shù)都較大,都可用于制備可見光-紫外光吸收材料和氣體傳感材料。
[Abstract]:Silicon nanotubes have the comprehensive properties of carbon nanotubes and silicon nanowires, which may provide a new silicon material for the fabrication of nanodevices. In this paper, we choose the system of armchair and three kinds of armchair nanotubes to adsorb oxygen molecule O _ 2), and use the Visualizer module in M-S software package, which is based on density functional theory and theoretical analysis method. The structural models of silicon nanotubes and their oxygen adsorbed molecular systems were designed and established, their geometric structures, their stability, electronic properties and optical properties were calculated and studied by means of plane wave pseudopotential method software (CASTEP). Theoretical analysis and discussion are carried out. The results show that the structure of the armchair type Si nanotube system is stable, the calculation practice also shows that the calculation method and the research scheme are feasible and have certain reliability, and the armchair type Si nanotube has the semiconductor property. The band gap is only 0.474eV, which is a narrow band gap direct semiconductor. In the range of 100nm~800nm wavelength, the armchair type Si nanotubes have a large optical absorption coefficient, which can be used to prepare visible and ultraviolet light absorption materials. The structure of three kinds of armchair type (5 / 5) silicon nanotubes (-O _ 2A _ 2O _ 5) Si nanotubes / O _ 2B _ 2O _ 5) Si nanotubes / O _ 2C system is stable. This indicates that armchair type 5 / 5) silicon nanotubes have the ability to adsorb oxygen molecules and have potential application value in oxygen adsorption. After oxygen adsorption, armchair type 5 / 5) silicon nanotubes-O / O / O _ (5) Si nanotubes / O _ 2 / T _ 2B) and Si _ (5 / O _ (5) / S _ 5 / T _ 2C) are 0.337e 0.384 and 0.387 EV, respectively, which are smaller than those of 555) silicon nanotubes, which belong to narrow band gap direct semiconductors. In the 0-1000nm wavelength range, the optical absorption coefficients of these three systems are all large, and can be used to prepare visible and ultraviolet light absorption materials and gas sensing materials.
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O647.3

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本文編號：1855357