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研究生:陳岑欣
論文名稱:第一原理探討單壁奈米碳管表面氫化之電子結構
論文名稱(外文):First-principles study the electronic stucture of exohydrogenated single-wall carbon nanotubes
指導教授:林踐林踐引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
中文關鍵詞:奈米碳管第一原理表面氫化
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摘要

本文主要研究的議題為:經由化學吸附的方式,使得奈米碳管之表面經氫化後,形成CnHm奈米管結構,探討此類結構之電子能帶特性。文中所提之奈米碳管皆指Zigzag 單壁奈米碳管( ),探討的內容包括:單壁奈米碳管之結構和電子能帶特性;奈米碳管完全氫化之CnHn 奈米管之結構和電子能帶特性,且相較於C8H8、C20H20以及C60H60間的差異;改變氫化的形式,選擇不同程度的氫化以及相異的排列形式,分析CnHm奈米管電子能帶特性的變化,並藉由比較不同方向上,介電函數虛部的差異,討論其向異性(anisotropic)之光學行為。
本文研究方法是使用CATSEP程式來從事相關電子特性的計算,其中電子之交換相關之位能是利用 LDA (Local Density
Approximation) 來描寫,贗勢為倒空間(reciprocal space)之超軟假位勢(ultrasoft pseudopotential)。
目錄

第一章 緒論...........................................1

第二章 單壁奈米碳管…………………………………………..3
2.1二維石墨烯……………………………..…………………....3
2.1.1 幾何結構特徵 …..……………………………………4
2.1.2 電子能帶結構…………………………………………4
2.2單壁奈米碳管………………………………………………..7
2.2.1 幾何結構特徵………………………………………....7
2.2.2 電子能帶結構………………………………………....9
2.3 curvature effects……………………………………………..11
參考文獻………………………………………………………..22

第三章 數值計算方法…………………………………………..24
3.1密度泛涵理論基本概念..................................24
3.1.1Hohenberg-Kohn theorem ...........................25
3.1.2 Kohn-Sham equation...............................26
3.1.3 Local Density Approximation.....................28
3.1.4 Self Consistency Field....................29
3.2數值分析方法…................................30
3.2.1 迭代極小化..................................30
3.2.2贗勢 (pseudopotential)..............32
3.2.3能帶結構..............................32
3.2.4 LCAO(Linear Combination of Atomic Orbitals)....33
3.2.5 電子躍遷與光學性質………………………………..34
3.3 CASTEP 簡介……………………………………………...35


第四章 結果分析與討論…………………………………………....36
4.1 (n,0)單壁奈米碳管……...………………………………….36
4.2 CnHn奈米管…………………………………………………38
4.3 CnHm奈米管………………………….…..………………....40
附錄......................................................60
參考文獻………………………………………………………..65

第五章 結論...................................65
參考文獻
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