掺杂对碳纳米材料导电性影响的模拟研究
发布时间：2021-03-29 04:02
为解决碳纳米材料如碳纳米管（CNT）和石墨烯与金属接触界面间的浸润性差、电荷转移不理想等问题,利用基于密度泛函理论的第一性原理,对碳纳米材料与重金属（Pt、Au）原子间的交互作用进行了模拟计算。首先对Pt原子在B/N掺杂端部封闭CNT表面的吸附进行了研究,通过分析比较掺杂前后CNT与Pt原子间的吸附距离、吸附能、电荷转移量以及布居数等,发现B/N掺杂均能有效提高CNT与Pt原子之间的吸附能,促进电荷转移。相比于B掺杂,在CNT端部进行N掺杂可以更有效地提高CNT与Pt原子间的交互作用,有助于改善CNT载Pt催化剂的性能。对石墨烯载Pt催化剂而言,石墨烯与Pt之间的交互作用越强,催化剂导电性能越好。为此分析了Pt原子在本征石墨烯/空位缺陷石墨烯表面的吸附特性,结果发现对于本征石墨烯而言,在桥位吸附时石墨烯与Pt原子间吸附能和电荷转移量最大,但是两者依旧无法形成稳定有效的化学吸附;对于空位缺陷石墨烯而言,空位缺陷的存在会引入新的局域态,形成缺电子结构,促进了Pt原子中的电子向石墨烯转移,增强了石墨烯与Pt界面的电接触性能和体系稳定性。为改善石墨烯载Au催化剂中Au与石墨烯间电荷传递弱的问题...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳纳米管
华北理工大学硕士学位论文相邻碳原子形成 σ 键，其中键长和键角分别为 1.42 和 120°，以构成稳定的六边形结构。当晶体结构无限延伸时，σ 键形成 σ 带。碳原子中未参加杂化的 pz轨道电子在垂直于碳平面的方向上，与邻近碳原子剩余的 pz轨道电子构成大 π 带，同时电子可以沿 π 带自由移动，使得石墨烯具有出色的电子输运能力[13]。从几何结构看，二维石墨烯是构建其他碳纳米材料的基本单元。如果平面中存在五元环，就会使得石墨烯片层弯曲，当五元环个数达到 12 或以上时就会完全包裹，形成零维的富勒烯球帽；在前文中我们也提到单层或多层石墨卷曲可形成一维的 CNT；而单层石墨烯不断堆积可以形成三维石墨，如图 2 所示[14]。
发射器径小、长径比大、化学稳定性好、机械力学和阈值电场强度、较大的场发射电流密度以为是制作场发射阴极的理想材料。中电子从阴极电极到 CNT 必须穿过一个界面个高阻，使电子在接触界面发生散射，对电子 所示[31]。CNT 与阴极金属电极间接触电阻的特性被限制[32]。过大的接触电阻，导致发射出现场发射电流饱和及福勒-诺德海姆（Fow此，如何降低电极与 CNT 之间的接触电阻，，对于制作性能更优异的 CNT 场发射器至关
本文编号：3106862
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳纳米管
华北理工大学硕士学位论文相邻碳原子形成 σ 键，其中键长和键角分别为 1.42 和 120°，以构成稳定的六边形结构。当晶体结构无限延伸时，σ 键形成 σ 带。碳原子中未参加杂化的 pz轨道电子在垂直于碳平面的方向上，与邻近碳原子剩余的 pz轨道电子构成大 π 带，同时电子可以沿 π 带自由移动，使得石墨烯具有出色的电子输运能力[13]。从几何结构看，二维石墨烯是构建其他碳纳米材料的基本单元。如果平面中存在五元环，就会使得石墨烯片层弯曲，当五元环个数达到 12 或以上时就会完全包裹，形成零维的富勒烯球帽；在前文中我们也提到单层或多层石墨卷曲可形成一维的 CNT；而单层石墨烯不断堆积可以形成三维石墨，如图 2 所示[14]。
发射器径小、长径比大、化学稳定性好、机械力学和阈值电场强度、较大的场发射电流密度以为是制作场发射阴极的理想材料。中电子从阴极电极到 CNT 必须穿过一个界面个高阻，使电子在接触界面发生散射，对电子 所示[31]。CNT 与阴极金属电极间接触电阻的特性被限制[32]。过大的接触电阻，导致发射出现场发射电流饱和及福勒-诺德海姆（Fow此，如何降低电极与 CNT 之间的接触电阻，，对于制作性能更优异的 CNT 场发射器至关
本文编号：3106862
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