免费论文摘要：Au纳米线、单壁C纳米管包袱Cu亚原子链的构造和本质的第一性道理计划

纳米科学本领使人们看法和变革物资寰球的本领和本领蔓延到亚原子和分子范围。当纳米资料至罕见一个维度到达纳米尺寸时，就会展现出少许各别于块体资料的特殊的物理、化学本质。一维功效纳米资料—纳米线和碳纳米管，在介观范围的纳米器件研制上面有着特殊要害的运用远景，它们可用作扫描地道显微镜的针尖、纳米器件和超年集成通路的连线、光导纤维、敏锐资料等，所以开拓以一维功效纳米资料为普通的纳米元器件将变成新世纪的中心实质。正文运用密度泛函表面框架下的第一性道理投影缀加波赝势本领接洽了横截面为3×3，5×5，7×7，9×9和11×11亚原子层Au纳米线的弛豫构造和电子本质以及单亚原子Cu链裹在椅背型(6,6)和锯条型(10,0) C纳米管的贯串能和电子个性。得出以次重要论断：(1) 对于五种尺寸的纳米线，弛豫构造仍旧有四周体对称性；跟着亚原子离纳米线重心初始隔绝的减少，弛豫量有减少的趋向。其余，弛豫目标由对角线亚原子的向内弛豫变为中线亚原子的向外弛豫，这表白“倒棱”局面的生存。纳米线外隔壁亚原子的消逝，一上面使得首先与外表亚原子所公有的电子消逝，所以外表亚原子的总电荷量缩小；另一上面，外表亚原子将把首先与消逝隔壁所公有的电子奉献给结余隔壁，这就使得外表亚原子以及外表亚原子与它们的第一隔壁亚原子之间的彼此效率巩固。咱们把这种局面称为“趋肤效力”。与块体比拟较，趋肤效力巩固了纳米线的力学本质和电子传输本质。其余，跟着纳米线外隔壁亚原子的消逝，它们对外表亚原子中央电影企业股份有限公司子的牵制减小，所以大普遍的电子坐落吞噬态的高能地区。究竟上，正文得出的论断不只实用于纳米线，并且也实用于纳米带、纳米管、纳米缆、团簇、地膜等生存外表的情景。(2) 椅背型(6,6)和锯条型(10,0)纳米管简直不妨理念地将一根Cu亚原子链裹在个中，更加是裹在它的重心轴上。对于这两种纳米管而言，插入进程是实足放热的。咱们蓄意用很小的力将更多的线性Cu亚原子链天然地拉入较宽的纳米管。在Cu(1)@(6,6)和Cu(2)@(10,0)贯串体制中，电荷密度并不实足是纯C纳米管和独立的Cu亚原子链的电荷密度的叠加，这反应了在每个贯串体制的两个因素之间生存着特殊弱的彼此效率。贯串体制的因素之间的会合电荷密度表领会Cu-C键是弱共价键，来自Cu亚原子链的耗散电荷密度有一个3d电子个性。因为彼此效率并不为零，(6,6)和(10,0) C纳米管并不许充任Cu亚原子链的“实足惰性”容器。Cu(1)@(6,6)或Cu(2)@(10,0)贯串体制的电子能带构造和态密度并不实足是它们的各个因素的态密度的叠加，这也反应了在外层C纳米管和里面的Cu亚原子链之间生存着特殊弱的彼此效率。查看创造Cu亚原子链和C纳米管之间生存着差异的感化。C纳米管对Cu亚原子链的牵制使得Cu链的最顶峰稍微向拙劣地区变化，即从独立Cu(1)亚原子链的-0.554eV到Cu(1)@(6,6)贯串体制的-0.624eV，从独立Cu(2)亚原子链的-0.914eV到Cu(2)@(10,0)贯串体制的-1.122eV。差异，Cu亚原子链的强非金属性也巩固结束合体制的非金属个性。在费米能级邻近，(6,6) C纳米管的较宽的平地地区变为Cu(1)@(6,6)贯串体制的较窄的平地地区，有着小带隙的半半导体性(10,0) C纳米管变为非金属性的没有带隙的Cu(2)@(10,0)贯串体制。与Cu(1)链比拟较，Cu(2)链有着较高的Cu浓淡所以Cu亚原子之间的彼此效率较强，这不只引导一切峰值向拙劣地区变化并且使得Cu(2)链所以Cu(2)@(10,0)贯串体制在费米能级处的态密度展示一个新的峰值。费米能级邻近新的峰值的展示使得(单元为：states/eV cell)由Cu(1)亚原子链的1.89变为Cu(2)链的3.02所以由Cu(1)@(6,6)贯串体制的1.97变为Cu(2)@(10,0)贯串体制的3.99。从未来纳米电子的运用观点来看，Cu(2)@(10,0)贯串体制比Cu(1)@(6,6)贯串体制要好少许。

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