扶椅型碳纳米管介电常数和光谱密度泛函研究

2015-02-02 杨 凯 军械工程学院电子与光学工程系

  为研究扶椅型单壁碳纳米管的介电常数和光谱吸收性质,建立了扶椅型碳纳米管的结构模型,用平面波赝势方法,采用广义梯度近似的密度泛函理论,对扶椅型碳纳米管(5,5)(7,7)(9,9)垂直与平行方向介电常数的虚部以及光谱吸收性质进行了理论计算,计算结果表明:扶椅型碳纳米管为各项异性介质,其光吸收具有偏振性。在合理安排碳纳米管和入射光的角度时,碳纳米管将成为一种理想的可见光吸收材料。

  自199半年碳nm技术管被看见来说,碳nm技术管特点的一维设计,曾被排名第一为是合适的nm技术电商用料,依次被重复使用光线,电磁能波吸咐用料,和某些有机的物混合物看做电耐腐蚀用料。高静等积极开展了碳nm技术管对水体严重污染有机的严重废水吸咐的科研。随着时间推移科研的深入实际,消费者们看见碳nm技术管依然是优质的光纤激光切割机的元件吸咐用料,碳nm技术管的的种类多,的长短、长度多种多样会让它的科研始终是合理上的重难点。在在美国,对碳nm技术管光纤激光切割机的元件层面的性能确定了多层面的科研。Walt A等用检测看见形成平形线与平形朝向紫外线碳nm技术管会诞生差异的导热系数,呈各向喜欢的人的性能。运营SSH最简单的方式受到,护栏型碳nm技术管在一阶极化率谱线粉红噪声区有较多的基线,三阶极化率也比锯齿状状型碳nm技术管要大。Gevko P N等专题探讨一下了差异崔化剂浓度值分离纯化出的碳nm技术管对其光吸咐性的导致。在中国内地,王利光等用换算出出来机虚拟的最简单的方式对锯齿状状型碳nm技术管的吸咐光谱仪图仪与导热系数确定了专题探讨一下。但现今对扶椅型碳nm技术管的导热系数及吸咐光谱仪图仪的专题探讨一下尚少。本科研运营鉴于论中梯度方向类似本体论的高密度泛函本体论对扶椅型碳nm技术管的导热系数和光谱仪图仪吸咐确定了换算出出来。在换算出出来中深入研究了碳nm技术管对形成平形线与平形几种偏振光的吸咐。   1、换算远离

  密度泛函理论使得复杂的N电子波函数及其对应的薛定谔方程转化为简单的电子密度函数及其对应的计算体系。碳纳米管的介电常数可表示为:

介电常数

  式中,ε1(ω)为表面电阻率的实部;ε2(ω)为表面电阻率的虚部。   比热容泛函的通常原理是解Kohn-Shame式子,表面电阻率是3个二阶张量,因此其虚部会直接与粉末状的准带机构有相关,在只注意屏蔽光和近分光光度计的光学薄膜状态下,回收利用中所有关会统计碳納米管表面电阻率的虚部:

介电常数

  式中,e为電子器材电容量;ε0为真上空的表面电阻率;m 为任意電子器材的质理;ω 为入射电子束的次数;EC 、EV为导带和价带的能源;h为普朗克常量;k 为波矢;a 是失量势的公司方面失量;MV,C是偶极跃迁的行列式;BZ为布里渊区。表面电阻率的实部可不同Kramers-Kronig更改关系的的。   通过导热因子与融合因子直接的干系,来计算受到的融合因子为:

介电常数

  式中,n 为映射率;c 为音速;ω 为圆频段。综合式(2)必须:

介电常数

  4、预期结果

  本研究建立了扶椅型碳纳米管(5,5)(7,7)(9,9)的模型,运用基于广义梯度近似理论的密度泛函方法计算了其介电常数和可见光的吸收系数。计算结果表明,扶椅型碳纳米管是一种各项异性的介质,其介电常数在平行方向上的值普遍大于在垂直方向的值。其对可见光有偏振性。在低频区垂直方向的光吸收系数比较大,在频率比较高的区域平行方向的光具有更高的吸收系数。在实验数据上高频区的光吸收系数好于低频区的光吸收系数,在(0,0,1)方向CNT(7,7)的光吸收系数达到了最大值为8×104cm-1。总体来看,碳纳米管对可见光有很高的吸收性,在制备光学吸收材料领域有着广泛的应用前景。