硅/碳纳米管的电子性能和硅纳米线谐振性能的原子模拟

发布时间：2021-07-06 11:37

　　硅纳米管和碳纳米管以及硅纳米线类似,它们在纳米电子器件、谐振器和场发射显示器等领域内有着广泛的应用前景,因此,深入分析和研究纳米管的电子性能对将来纳米器件的发展和应用具有重要的意义。此外,谐振器被广泛应用到通信、机器人、工业过程控制、计算机、农业等领域当中,因此对谐振器振动性能的研究也具有深远的意义。本文采用密度泛函理论的第一性原理对硅/碳纳米管的电子性能进行了模拟和计算。同时,采用分子动力学方法对硅纳米线谐振器的振动性能进行了一系列的研究。本文的主要研究内容如下:（1）基于密度泛函理论,讨论了建模方式对硅/碳纳米管电子性能的影响,并研究了非周期结构纳米管的电子性质能否向周期结构纳米管的电子性质逼近。对于周期结构硅/碳纳米管,随着重复单元数值的增加,费米能级位置的态密度值均大于0,两种纳米管表现为金属性;随着态密度值的逐渐增大,纳米管的金属性越来越强。与碳纳米管相比较,硅纳米管的金属性更强。同时,硅纳米管落在费米能级处的态密度值逐渐向波谷位置偏移,系统越来越稳定。对于非周期结构硅/碳纳米管而言,态密度和最高已占轨道与最低未占轨道（HOMO-LUMO）的能隙值均随着长度的增加而增大,态密... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 硅纳米管的制备
    1.3 硅纳米管各种性能的国内外研究现状
        1.3.1 硅纳米管电子性能的研究现状
        1.3.2 硅纳米管力学性能的研究现状
        1.3.3 硅纳米管热稳定性能的研究现状
        1.3.4 硅纳米管其他性能的研究现状
    1.4 纳米谐振器的研究现状
        1.4.1 纳机电系统的概念
        1.4.2 纳米谐振器的研究现状
    1.5 本文主要的研究目的和内容
第2章 分子动力学和密度泛函理论的基本原理
    2.1 引言
    2.2 分子动力学方法的基本原理
        2.2.1 分子动力学方法的基本方程
        2.2.2 分子动力学模拟方法的基本原理
    2.3 分子动力学的原子势函数
        2.3.1 原子势函数的简要介绍
        2.3.2 势函数
    2.4 密度泛函理论的基本原理
        2.4.1 密度泛函理论的基本方程
        2.4.2 密度泛函理论的基本原理
第3章 非周期结构和周期结构硅/碳纳米管电子性能的研究
    3.1 引言
    3.2 模拟参数的设置
    3.3 计算模型
    3.4 建模方式的不同对硅/碳纳米管电子性能的影响
        3.4.1 不同重复单元对周期结构Si NTs和CNTs电子性能的影响
        3.4.2 长度和悬空键加氢对非周期结构Si NTs电子性能的影响
        3.4.3 长度和悬空键加氢对非周期结构CNTs电子性能的影响
    3.5 本章内容小结
第4章 硅纳米线谐振性能的分子动力学模拟
    4.1 引言
    4.2 模型的建立和模拟参数的设置
    4.3 模拟计算的理论基础
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 初始速度振幅对Q值的影响
        4.4.2 初始速度振幅对频率的影响
        4.4.3 初始速度振幅对其他参数的影响
    4.5 本章内容小结
第5章 总结与展望
    5.1 研究内容总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]用AAO模板法制备硅纳米管[J]. 刘东林,刘明星,王贤文,苏江涛.  材料研究学报. 2010(04)
[2]碳纳米管振荡的分子动力学模拟[J]. 谢芳,朱亚波,张兆慧,张林.  物理学报. 2008(09)
[3]加氢单壁硅纳米管的热稳定性与拉伸力学特性[J]. 沈海军,史友进.  计算物理. 2008(01)
[4]竹节状硅纳米管的制备及锂离子嵌入/脱出性能研究[J]. 刘增涛,傅焰鹏,李晨,杨勇.  电化学. 2006(04)
[5]碳、碳化硅及硅纳米管熔化与压缩特性的分子动力学研究[J]. 沈海军.  材料科学与工程学报. 2006(05)
[6]计入空气阻尼的MEMS微谐振器非线性动力学研究[J]. 高嵘,王小静,张效翔,王敏,于茂华,谢明春.  传感技术学报. 2006(05)
[7]纳机械谐振器的非线性特性分析[J]. 朱年勇,于虹,黄庆安.  电子器件. 2005(01)
[8]分子动力学模拟的主要技术[J]. 文玉华,朱如曾,周富信,王崇愚.  力学进展. 2003(01)
[9]分子动力学计算机仿真的现状[J]. 韩雪松,于思远,林滨.  新技术新工艺. 2001(05)

硕士论文
[1]石墨烯纳米带谐振特性的基础研究[D]. 纪翔.西安电子科技大学 2013
[2]碳纳米管谐振器动力学建模与仿真研究[D]. 徐文鸿.电子科技大学 2010



本文编号：3268169