吸附缺陷诱导的低维碳系统中电子自旋极化效应理论研究

发布时间：2021-03-18 22:26

　　受泡利不相容原理支配,当微观分子体系中存在电子未配对占据现象时自旋极化效应就相伴产生,而这在纯碳系统低维结构中也被认为是磁性的重要来源。我们首先汇总了以往涉及到的纯碳体系磁特性研究报道,发现这些磁性的来源基本上是由外来碳原子表面吸附产生,并且发现这些磁性结论基本都是在一维纳米管或二维石墨烯上得到。而这两种低维结构的一个共同特点,是只含有碳原子围起的六边形,如此只存在六边形与六边形相邻的[6,6]结构。而以C₆₀为代表的富勒烯作为一种零维纯碳系统,它与一维纳米管和二维石墨烯的明显区别在于,表面同时存在六边形与六边形相邻的[6,6]结构,也存在六边形与五边形相邻的[5,6]结构。有鉴于此,我们进一步对几个纯碳富勒烯结构的[6,6]和[5,6]结构上吸附碳原子的自旋极化特性进行了研究。让人惊讶的是,在[5,6]结构上的碳原子吸附虽然也是自旋极化的,但却可能会因为电荷转移及电子反平行占据而导致一种比磁性态更稳定的非磁性结构。这也是首次实现了纯碳体系中反常自旋极化效应的预测,并将会有助于理解一些实验探测结果与理论计算结论无法相符合的原因。超原子是一类具有原子般精确轨道特性的... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

sp，sp2，sp3杂化

常生活息息相关，地球上所有的生命有机体都是以碳和来划分，低维碳纳米结构可以分为富勒烯（零维），碳和金刚石、石墨（三维）。具有高对称性的 C60球体，集美感、简洁于一身，激发学、建筑、数学、工程和艺术之间架起了审美的桥梁。在素异形体是已知的—金刚石(由碳原子的三维晶体阵列原子堆叠组成)。富勒烯是第三种形态，值得瞩目的是它们的发现使人们对碳材料的行为有了全新理解，并开--在原子尺度上展现先进材料行为的复杂系统的“新科和医药领域具有令人兴奋的应用前景。然而，实际应用制时才能实现。

C823-[19]、Y3+@C823-[20]。内嵌金属富勒烯最为独特的性质是具有超原子特性作是一个有着带正电的核心和被带负电碳笼包裹的结构。这种结构与 Wata出包含球对称结构正电核心的半导异质结构的超原子模型非常类似[21]。本研作表明，中性的 U@C28的电子排布是符合 32 电子规则的，内嵌 U 原子所有、类型轨道均已被满配，符合超原子的概念[22]。及二维系统1991年碳纳米管首次被Iijima观测到以来[23]，碳纳米管一直是相关研究领域的许多研究人员都报道了这种新型碳结构显著的物理和机械性质。它具有奇金刚石高的导热系数，而且其硬度、强度和弹性超过了任何现有材料，碳的材料系统提供了巨大的机会。特别是碳纳米管的优异机械性能，再结合为纳米管增强复合材料的发展提供了空间。碳纳米管增强纳米复合材料具度，应用前景非常广阔。


本文编号：3089031