在本文中,我們使用密度泛函理論的第一性原理方法來研究手性指數(shù)m=n=K(K為3～15的整數(shù))的扶手型硅納米管的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度.計(jì)算結(jié)果表明,扶手型(3,3)硅納米管為間接帶隙結(jié)構(gòu),其余均為直接帶隙結(jié)構(gòu);隨著手性指數(shù)增加,硅納米管的直徑增大,硅納米管的禁帶寬度逐漸減小,導(dǎo)帶逐漸向下移動,并且總態(tài)密度圖峰值強(qiáng)度增加;扶手型(3,3)硅納米管的禁帶寬度最大化;扶手型(13,13)硅納米管的禁帶寬度最小,說明其導(dǎo)電性優(yōu)于其他手性指數(shù)的扶手椅型硅納米管;同時,扶手型(4,4)硅納米管的導(dǎo)帶和價帶重疊,表明扶手型(4,4)硅納米管是金屬納米管;態(tài)密度圖顯示扶手型(9,9)硅納米管的價帶頂部主要由Si-3p電子態(tài)組成,導(dǎo)帶的底部由Si-3s態(tài)電子和Si-3p態(tài)電子組成.

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

在該模擬實(shí)驗(yàn)中,使用具有非封閉的有限長度單壁扶手型硅納米管用為研究對象.模擬計(jì)算所得的扶手型硅納米管禁帶寬度,由圖1可以明顯觀察到,隨著手性指數(shù)的增加,硅納米管的禁帶寬度整體上呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢,尤其是當(dāng)手性指數(shù)為3的整倍數(shù)時(3,6,9,12,15),此規(guī)律線性減小.

為了進(jìn)一步探究本實(shí)驗(yàn)中扶手型硅納米管的能帶結(jié)構(gòu),分析了手性指數(shù)(3,3)(4,4)和(13,13)的硅納米管能帶結(jié)構(gòu),分別如圖2中(a),(b)和(c)所示.結(jié)合圖1,圖2(a)中的(3,3)型硅納米管禁帶寬度最大,為0.481eV;圖2(c)中的(13,13)型硅納米管禁帶....

圖2硅納米管能帶結(jié)構(gòu)圖圖4扶手型(9,9)硅納米管分態(tài)度密度結(jié)構(gòu)示意圖

圖3總態(tài)度密度結(jié)構(gòu)示意圖(n=m=K,K為5,7,9,11,13)如圖4所示,導(dǎo)帶和價帶的分布在能量為-13.5eV～6eV范圍內(nèi).從圖3總態(tài)密度圖可以明顯觀察到,隨著手性指數(shù)的增加,扶手型硅納米管的總電子態(tài)密度的峰值強(qiáng)度增加,說明隨著硅納米管手性指數(shù)的增加,直徑的增大....

本文編號：4008613