功能化氮化硼纳米管磁性的理论的研究.pdf

摘要的广泛关注。若要追究这些元素材料的磁性成因却又是十分复杂,不同于以往材料用基于密度泛函理论的第一性原理方法对氟化作用诱导类石墨型氮化硼单原子层的磁性及非金属原子吸附在氮化硼单壁纳米管嫌盏嫉淖苑⒋呕辛搜芯浚⒌ジ鯢原子倾向于吸附在的唬夷苡盏甲苑⒋呕A礁鯢原子吸附在位时也可以使体系发生自发磁化,而在邻近的位上的共吸附则没有磁性。一个原子吸附在反位缺陷处也能使体系产生自发磁化。空位缺陷也能诱导体系的自发磁化,但依赖于拥暮俊⒌ジ鯤原子/忧阆蛴谖皆贐位,且均能够诱导自发磁化。两个樱疐原子吸附在簧鲜币部梢允固逑捣⑸苑⒋呕哂写判缘那饣疊擅坠苁且恢盅稳结构。与此相反,具有磁性的氟化纳米管是稳定结构,其磁矩随着覆盖率的增加而增大,其电子学性质与氟原子在纳米管表面的覆盖结构有关。缺陷也能诱导体系的自发磁化,但依赖于樱疐原子的含量。肿游皆贐擅坠艿腘原子上方是最稳定的物理吸附构型,吸附能为一,尽管在带隙中引入一条未占据的局域杂质态,但没有出现自发磁化现象。在化学吸附的构型中,两个游皆诹礁隽;纺诹礁鱿嗉銪原子上的构型最稳定,单个拥奈侥芪#.,诱导体系自旋极化,磁矩为。近年来,由非金属轻元素构成的材料在纳米尺度下表现出来的铁磁现象引起了人们的磁化行为,研究表明非金属原子掺杂和吸附也能使这些材料诱发磁性。因此我们利并得到了如下创新性结论:关键词:,剑苑⒋呕
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指导教师签名:—:歪豳学位论文作者签名:歪厶塑蹩白铂关于学位论文的独创性声明学位论文使用授权书厂沁本人郑重声明:所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的大学6或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。本人完全同意中国石油大学6有权使用本学位论文ǖú幌抻谄溆∷和电子版褂梅绞桨ǖú幌抻冢罕A粞宦畚模垂娑ㄏ蚬矣泄夭棵机构送交学位论文,以学术交流为目的赠送和交换学位论文,允许学位论文被查阅、借阅和复印,将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,采用影印、缩年轨期成果,论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知,除文中已经加以标注和致谢外,本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含本人或他人为获得中国石油研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。沙月日砂丌
第一章绪论纳米材料的概念形成于年代中期,由于纳米材料会表现出特异的光,电,磁,热,力学,机械等性能,纳米技术迅速渗透到材料的各个领域,成为当前世界材料学研究的热点。,具有小尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料的总称。由于纳米材料晶粒极小,表面积特大,导致了纳米材料具有传统固体所不具备的许多特殊性质,如体积效应,量子尺寸效应,宏观量子隧道效应和介电限域效应等,从而使纳米材料具为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。尽管目前实现工业化生产的纳米料主要是碳酸钙、白炭黑、氧化锌等纳米粉体材料,其它基本上还处于实验室的初级研究阶段,大规模应用预计要到为代表的纳米科技必将对二十一世纪的经济和社会发展产生深刻的影响。当前的研究热点和技术前沿包括:以碳纳米管为代表的纳米组装材料;纳米陶瓷和纳米复合材料等高性能纳米结构材料;纳米涂层材料的设计与合成;单电子晶体管、纳米激光器和纳米开关等纳米电子器件的研制、呙芏刃畔⒋嬷牧系取D擅撞牧虾湍擅捉峁钩晌5今新材料研究领域中最富有活力,是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。碳纳米管瓯环⑾痔乇鹗堑ゲ闾寄擅坠艿姆⑾趾秃旯哿康暮铣沙晒σ和材料科学等学科中最前沿的研究领域之一。由于其独特的结构,碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价值,如:其独特的结构是理想的一维模型材料;巨大的长径比使其有望用作坚韧的碳纤维,其强度为钢的叮亓吭蛑挥懈值/煌它还有望用作为分子导线,纳米半导体材料,催化剂载体,分子吸收剂和近场发射材料等。科学家们预测碳纳米管将成为世纪最有前途的一维纳米材料,纳米电子器件材料和新一代平板显示材料。在碳纳米管被发现之后人们又相继合成了其他材料的纳米管,主要有氮化硼纳米管】、硼化镍纳米管、硫化钼纳米管、硫化钨纳米管、碳化硅纳米管、氧化钴纳米管、氧化钒纳米管、氧化锡纳米管等,合成不是目的,目的在于应用。目前,有不少的科学家从事与碳纳米管相关的研究,然而却很少有人比较全面地研究那些新合成的管状纳米材有微波吸收性能,高表面活性,强氧化性,超顺磁性等现象。研究表明,人的牙齿之所以具有很高的强度,是因为它是由磷酸钙等构成的。按物理