發(fā)布時(shí)間：2017-11-11 05:02

  本文關(guān)鍵詞：碳同素異構(gòu)體碳—碳鍵弛豫動(dòng)力學(xué)的計(jì)量拉曼譜研究

  更多相關(guān)文章： 碳同素異構(gòu)體 定量拉曼光譜 弛豫動(dòng)力學(xué)

【摘要】：碳材料是當(dāng)今科學(xué)領(lǐng)域中一種極具研究意義的材料。隨著科學(xué)研究的飛速發(fā)展，碳同素異構(gòu)體的新型原子結(jié)構(gòu)不斷被發(fā)現(xiàn)、研究和應(yīng)用，如富勒烯、碳納米管、豆莢狀富勒烯(CNB)和單/多層石墨烯。這些碳同素異構(gòu)體的奇特物理性能引發(fā)了大量的科學(xué)研究工作。令人感到吃驚的是，幾乎所有的碳同素異構(gòu)體的拉曼光譜都只有少數(shù)幾個(gè)十分顯著的峰。然而這些譜峰的位置、形狀和峰值的大小以及振幅的強(qiáng)弱，都攜帶著大量的碳材料內(nèi)部原子和電子結(jié)構(gòu)信息，，是研究碳材料各種器件性能的重要依據(jù)。本文采用最近發(fā)展的鍵弛豫理論和局域鍵平均近似方法，對(duì)碳同素異構(gòu)體中幾種典型結(jié)構(gòu)的拉曼光譜圖進(jìn)行了理論分析和計(jì)算研究，為碳材料電子器件特別是納米元器件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)。本論文的主要研究內(nèi)容如下： (1)介紹了鍵弛豫理論和局域鍵平均近似方法。從化學(xué)鍵的形成、斷裂、弛豫和振動(dòng)的角度出發(fā)，建立了鍵參數(shù)與力、熱、尺寸之間的函數(shù)關(guān)系式。 (2)研究了碳同素異構(gòu)體(石墨、金剛石、石墨烯、單壁碳納米管)拉曼光譜的壓強(qiáng)效應(yīng)。從原子化學(xué)鍵的角度，將碳同素異構(gòu)體的拉曼光譜隨著壓強(qiáng)增加而發(fā)生藍(lán)移的現(xiàn)象，用統(tǒng)一的模型進(jìn)行分析。同時(shí)定量了碳同素異構(gòu)體的體模量、壓縮系數(shù)和能量密度。 (3)研究了碳同素異構(gòu)體(石墨、金剛石、石墨烯、單壁碳納米管、富勒烯、CNB)拉曼光譜的溫度效應(yīng)。用統(tǒng)一的理論模型分析并解釋了溫度增加時(shí)碳同素異構(gòu)體拉曼光譜的紅移現(xiàn)象。同時(shí)定量了碳同素異構(gòu)體的德拜溫度和模式結(jié)合能。 (4)建立了單/多層石墨烯拉曼頻移與鍵參數(shù)(配位數(shù)、鍵長、鍵能和約化質(zhì)量)的函數(shù)關(guān)系式。澄清了石墨烯層數(shù)增加時(shí)，拉曼光譜D模和2D模發(fā)生紅移而G模發(fā)生藍(lán)移的起因：D模和2D模受到最近鄰所有碳原子的影響而G模僅僅由成鍵原子控制。得到了石墨烯層數(shù)與其有效配位數(shù)一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式。 (5)研究了單層石墨烯拉曼光譜的應(yīng)變效應(yīng)：拉力作用使得碳－碳鍵鍵長伸長、鍵能減弱，從而造成拉曼聲子軟化；拉伸的方向與碳－碳鍵之間角度的變化改變了石墨烯碳－碳鍵的幾何對(duì)稱性，從而導(dǎo)致了聲子振動(dòng)頻率產(chǎn)生劈裂。 總之，本論文基于鍵弛豫理論和局域鍵平均近似方法對(duì)碳同素異構(gòu)體拉曼光譜的壓強(qiáng)、溫度、尺寸及應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行了研究。揭示了這些效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)在物理機(jī)制；建立了統(tǒng)一描述這些效應(yīng)的理論模型；定量了碳同素異構(gòu)體的重要物理性能參量；系統(tǒng)地研究了碳同素異構(gòu)體碳－碳鍵的弛豫過程。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：O613.71;O657.37

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周公度;碳和硅結(jié)構(gòu)化學(xué)的比較[J];大學(xué)化學(xué);2005年04期

2 錢崇濂;絲綢印染使用染料中的致癌品種及代用[J];絲綢;1995年03期

3 尹彩彬;;納米之光將照亮新世紀(jì)(Ⅱ)[J];化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料;2000年04期

4 王玉芳,張振生,劉浩然,徐曉軒,潘桂玲,郭俊懷,劉友嬰,韓玄優(yōu),藍(lán)國祥;催化劑比例對(duì)單壁碳納米管制備的影響[J];光散射學(xué)報(bào);2001年02期

5 戴聞;單壁碳納米管中的電子波函數(shù)[J];物理;2002年04期

6 孟潔,宋禮,孔樺,王朝英,郭小天,許海燕,解思深;單壁碳納米管無紡膜的抗凝血性能研究及其對(duì)血液系統(tǒng)中植入性假體的意義[J];新型炭材料;2004年03期

7 李峰;甲基修飾單壁碳納米管的幾何結(jié)構(gòu)、束縛能和電子結(jié)構(gòu)[J];泰山學(xué)院學(xué)報(bào);2004年03期

8 ;碳納米管—Raman會(huì)提供什么信息?[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2005年05期

9 何為凡;徐學(xué)誠;陳奕衛(wèi);成榮明;;多壁碳納米管和過氧化苯甲�；瘜W(xué)反應(yīng)的紅外表征[J];華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

10 ;化學(xué)所與索尼公司合作實(shí)現(xiàn)單壁碳納米管選擇性分離/富集[J];人工晶體學(xué)報(bào);2009年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王紅霞;竹有章;馬進(jìn);田濤;;單壁碳納米管的電子結(jié)構(gòu)分析[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第5分冊(cè)）[C];2010年

2 于金剛;黃篤樹;黃可龍;洪涌;;可溶性殼聚糖修飾單壁碳納米管的制備(英文)[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

3 李育林;鄧兆祥;;單壁碳納米管的核酸功能化研究[A];中國化學(xué)會(huì)第十三屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

4 張彩虹;周強(qiáng);張端;徐晶晶;王培杰;;單壁碳納米管中間振動(dòng)模的研究[A];第十五屆全國光散射學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

5 董平軒;萬斌;郭良宏;;單壁碳納米管對(duì)小鼠原代巨噬細(xì)胞功能的影響研究[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

6 鄒明英;陳景文;;單壁碳納米管吸附水中苯分子的計(jì)算模擬[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

7 劉宇;王金泳;李彥;;單壁碳納米管與單晶石英基底相互作用的拉曼光譜研究[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 楊娟;張達(dá)奇;李彥;;離子液體中單壁碳納米管的光譜研究[A];中國化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

9 檀付瑞;桂慧;張靜;李紅波;李清文;;基于凝膠色譜柱的單壁碳納米管分離[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

10 王曉婧;汪超;程亮;李述湯;劉莊;;貴金屬修飾的單壁碳納米管在表面增強(qiáng)拉曼成像及光熱治療的應(yīng)用[A];中國化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葉鐵林;“富勒烯”的誤會(huì)[N];中國化工報(bào);2002年

2 記者　 杜華斌;加開發(fā)單壁碳納米管生產(chǎn)新工藝[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

3 程曦;“妙手”連通納米材料與宏觀世界[N];新清華;2007年

4 馮衛(wèi)東;科學(xué)家發(fā)現(xiàn)碳納米管薄膜新特性[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

5 李大林;臭氧去除農(nóng)藥殘留的機(jī)理[N];光明日?qǐng)?bào);2002年

6 本報(bào)記者　聶翠蓉;碳納米管將要進(jìn)入人體[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

7 為新;搶占納米電子制高點(diǎn)[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2000年

8 馮衛(wèi)東;日開發(fā)出碳納米管聯(lián)接新工藝[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

9 宋玉春;碳納米管走近商業(yè)化應(yīng)用[N];中國化工報(bào);2004年

10 本報(bào)記者 唐景莉 通訊員 姚駿;納米時(shí)代的開拓者[N];中國教育報(bào);2000年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊學(xué)弦;碳同素異構(gòu)體碳—碳鍵弛豫動(dòng)力學(xué)的計(jì)量拉曼譜研究[D];湘潭大學(xué);2013年

2 高平奇;單壁碳納米管拉曼光譜及電輸運(yùn)性質(zhì)研究[D];蘭州大學(xué);2010年

3 馬杰;大直徑單壁碳納米管制備、純化及其應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2009年

4 張遠(yuǎn)馥;單壁碳納米管在光學(xué)生物傳感中的應(yīng)用[D];陜西師范大學(xué);2011年

5 陳勇;羧基化單壁碳納米管對(duì)端粒酶及端粒的生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)[D];吉林大學(xué);2012年

6 謝藝;線形離子阱量子計(jì)算系統(tǒng)的優(yōu)化和脈沖聲子激光的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所）;2013年

7 鄭富中;基于懸空單壁碳納米管陣列的壓阻式柔性傳感器研究[D];重慶大學(xué);2011年

8 吳慕鴻;一維輕元素（硼/碳/氮）納米材料的制備和物性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

9 趙元春;碳/碳氮一維納米材料的制備、物性以及相關(guān)器件的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（國家納米科學(xué)中心）;2008年

10 錢文;碳基納米材料的合成及儲(chǔ)氫性能的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于麗麗;密度泛函理論研究雙鈦取代摻雜單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)及其儲(chǔ)氫性能[D];吉林大學(xué);2011年

2 董強(qiáng);煤基單壁碳納米管的純化及應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2010年

3 孫平平;單壁碳納米管致PC12細(xì)胞毒性研究[D];大連理工大學(xué);2010年

4 李玲;單壁碳納米管的改性及其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的初步應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2010年

5 陳林濤;單壁碳納米管的拉曼光譜及SERRS光譜研究[D];河南大學(xué);2004年

6 陸地;單壁碳納米管電子性質(zhì)的研究[D];湘潭大學(xué);2003年

7 王森;碳納米管增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備與研究[D];蘭州大學(xué);2009年

8 林高鋒;單壁碳納米管的毒性、功能化改性及靶向送藥的研究[D];上海交通大學(xué);2011年

9 周解平;單壁碳納米管吸附芳香簇氨基酸機(jī)理的同步輻射研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

10 李弘波;多壁和單壁碳納米管儲(chǔ)氫性能的研究[D];浙江大學(xué);2003年

本文編號(hào)：1169892