钛掺杂碳纳米管场发射性能第一性原理研究

发布时间：2018-01-11 19:44

  本文关键词：钛掺杂碳纳米管场发射性能第一性原理研究　出处：《真空科学与技术学报》2017年11期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：基于密度泛函理论的第一性原理,研究了(5,5)型封闭碳纳米管(CNT)帽端掺杂钛原子对其场发射性能的影响。结果表明:钛原子掺杂CNT体系的几何结构更加稳定;施加电场后,掺杂CNT的态密度在费米能级处明显增加,赝能隙显著减小,电子的活跃度明显提高;钛原子掺杂不仅引起了CNT最低未占有轨道与最高占有轨道的能量差值和有效功函数的减小,而且使电子向掺杂CNT帽端聚集。说明钛原子掺杂可以显著提高CNT的场发射性能。
[Abstract]:Based on the first principle of density functional theory (DFT), this paper studies F5. (5) the effect of Ti atom doping on the field emission properties of the CNT system was investigated. The results show that the geometry structure of Ti doped CNT system is more stable. When the electric field is applied, the density of states of doped CNT increases obviously at the Fermi level, the pseudo-energy gap decreases significantly, and the electron activity increases obviously. The doping of titanium atoms not only results in the decrease of the energy difference and the effective work function between the lowest non-occupied orbit and the highest occupied orbit of CNT. Moreover, the electrons are aggregated to the end of the doped CNT cap. It is shown that the doping of titanium atom can significantly improve the field emission performance of CNT.
【作者单位】： 华北理工大学机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51472074,51172062) 河北省百人计划资助项目(E2012100005)
【分类号】：TB383.2;TQ127.11
【正文快照】： 场发射是指对固体材料施加电场时,材料表面势垒高度降低,势垒长度变薄,电子遂穿材料表面势垒发射到真空的过程。应用场发射特性可以为真空电子器件提供电子源[1]。理想的场发射元件可以在低的外加电场下长期稳定地发射高密度电流。碳纳米管(CNT)于1991年由日本科学家Iiji-ma[2

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本文编号：1410974