【摘 要】
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该文主要研究了单层碳纳米管的力学与电学性质.我们使用紧束缚模型,考虑了由于碳纳米管的曲率引起的σ电子与π电子的混合效应,讨论了半径很小的几个单层碳纳米管的导带压低
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该文主要研究了单层碳纳米管的力学与电学性质.我们使用紧束缚模型,考虑了由于碳纳米管的曲率引起的σ电子与π电子的混合效应,讨论了半径很小的几个单层碳纳米管的导带压低现象.通过分析石墨面与碳纳米管的结构差异,我们指出单层碳纳米管的形成能量可完全归因于由曲率引起的电子能量的改变,而离子实之间的排斥势仅贡献能量的高阶项,发现宏观弹性理论能很好地用来描述单层碳纳米管的形成能.而通过考虑单层碳纳米管的弯曲形变,我们自恰地得到了它的杨氏模量与管壁有效厚度.这个结果澄清了以前的理论计算上关于单层碳纳米管管壁厚度的分歧,加深了对碳纳米管力学性质的理解. 我们也推广了一个原子尺度的经验模型,以便用它来研究有较大单胞的碳网结构的形变,得到的结果表明这个模型是一个处理sp<2>碳网结构形变的简单而且准确的方法,可以作为一些更加准确但工作量很大的方法的简单替代品,或作为更复杂研究的起点. 最后,我们讨论了外加电场对碳纳米管的导电性的控制问题.使用经验紧束缚近似,我们发现一个在目前实验室中能达到的电场能可逆地诱导金属碳纳米管转变为半导体或绝缘体.
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