【摘 要】
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本文采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)研究了单、双壁硅管状团簇及对应的锯齿型硅纳米管(silicon nanotubes,SiNTs)的结构衍生、电子性质和新型硅烯(Silicen
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本文采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)研究了单、双壁硅管状团簇及对应的锯齿型硅纳米管(silicon nanotubes,SiNTs)的结构衍生、电子性质和新型硅烯(Silicene)、单壁SiNTs的稳定性及电子性质。论文主要包括以下内容及结果:1.研究了单、双壁锯齿型SiNTs从团簇到其对应的纳米管的结构衍生和电子性质。其中,着重探讨单、双壁SiNTs核的形貌和逐层生长过程。主要结论有:单壁的SiNTs核由多个五边形构成,双壁的SiNTs核由单壁的核与管状团簇经口口相接形成;在SiNTs的生长过程中,五边形和七边形起到了重要的生长作用。此外,还研究了有限长单、双壁SiNTs的结构特征。最后,基于有限长稳定的SiNTs,利用周期性边界条件(PBC)研究无限长单、双壁SiNTs的电子特性。研究结果表明,所有的单、双壁锯齿型SiNTs都具有窄带隙能带结构。2.研究了新型的Silicene和相应单壁SiNTs的稳定性及其电子性质。主要结论有:新型的Silicene和相应单壁SiNTs是由四元环和八元环交替构成;新型Silicene具有sp2杂化新型,基于不同的手性结构,单壁SiNTs具有sp3杂化或sp2-sp3杂化形式。电子特性的研究结果表明,新型的Silicene具有金属特征,新型SiNTs都是直接带隙半导体。
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