碳基纳米环电子输运性质研究

发布时间：2021-12-12 06:13

　　近年来,碳纳米管结构受到了广泛的关注和研究。迄今为止,人们研究了碳纳米管各种各样的结构及其电子性质。在实验上,一种碳基纳米环结构（[n]cycloparaphenylenes）（[n]CPPs）被成功地制备出来。从结构上来看,碳基纳米环与碳纳米管有着类似的结构。这些新结构的发现,引发学术界的广泛关注,给碳纳米器件带来更加广阔的应用前景。基于此,本文根据第一性原理,采用密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法,研究了碳基纳米环的电子输运性质及其物理机制。本文的主要研究内容如下:首先,以[6]CPP为例,研究了不同的碳链电极接触几何构型对于其电子输运性质的影响,并且发现了负微分电阻效应。另外,对连接金电极的不同尺寸的碳基纳米环的电子输运性质的研究都发现了负微分电阻现象。因而,负微分电阻效应是碳基纳米环的固有特性。其次,对[6]CPP结构掺杂了过渡金属原子Fe、Co、Ni后,进一步讨论了它的自旋输运性质。研究结果发现,Fe和Co掺杂系统具有高度的自旋极化输运特性,但是Ni掺杂的系统体现出的是非自旋极化的输运特性。最后,还研究了在栅极电压作用下的碳基纳米环结构的电子输运性质。研究结构表明,栅极... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

新合成物纳米环（cycloparaphenylene）

士研究生学位论文 第烯有者类似的结构，所以就以此为对象对其进行研究。在科学家们的araphenylenes ([n]CPPs)也被合成出来了，并且由于其具有独特的几s 在科学界已经引起了巨大的关注。从它的结构特征上来看，[n]CPP的弯曲的苯环组成的碳基纳米环。例如，[6]CPP 是由 6 个苯环组成的 Kaya-hara 等人[20]合成出来的。令人感到惊奇的是，他们是通过不同的子的结构特征可知，[5]CPP 是最小的合成的碳基纳米环结构，[6]CP的碳基纳米环结构。

从分子的结构特征可知，[5]CPP 是最小的合成的碳基纳米环结构，[6]CPP 是被人们的第二小的碳基纳米环结构。图 1.2 掺杂氮元素的[8]cycloparaphenylenes 分子图 1.3 展示了几种不同尺寸大小的碳基纳米环结构，从(a)到(d)依次是五元环、六元环、环和十元环。众所周知，与苯环分子建立的分子系统已经被发现有许多奇妙的电子输运，并且可用来设计成各种设备，如逻辑门、数据输运器和隧道定向旋转器[21]等电子器件一种类似的结构，碳基纳米环在未来纳米器件中可能有很大的应用前景。鉴于此，本文基本的电子结构性质着手，重点研究其电子输运特性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Focal mechanisms of the Lushan earthquake sequence and spatial variation of the stress field[J]. LUO Yan,ZHAO Li,ZENG XiangFang,GAO Yuan.  Science China（Earth Sciences）. 2015(07)
[2]与大电流信号有关的华北东部地区地电场空间变化特征的研究[J]. 马钦忠,李伟,张继红,郭玉贵,方国庆.  地球物理学报. 2014(02)



本文编号：3536151