發(fā)布時間：2017-11-10 12:01

  本文關(guān)鍵詞：形變對準一維碳納米材料中激子效應的影響

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【摘要】：納米材料被譽為21世紀的新材料,而其中的準一維碳納米材料,例如碳納米管和石墨烯納米帶,由于它們具有很多奇特的性質(zhì)和廣闊的應用前景,引起了人們的廣泛關(guān)注。這些準一維碳納米材料的研究熱點之一是它們的光學性質(zhì),然而,在以前有關(guān)的研究工作中都沒有超出單電子近似的圖像,但近幾年的理論和實驗工作都表明,激子效應會在很大程度上改變這些準一維結(jié)構(gòu)材料的光學響應。目前已經(jīng)有理論工作對其中的激子效應進行研究,但是形變對其激子效應的影響考慮的比較少。因此,我們在研究準一·維碳納米材料中的光學性質(zhì)時,在計算中考慮了形變帶來的影響。在本文中,我們利用非正交基緊束縛模型,在考慮了電子之間的長程庫侖相互作用后,系統(tǒng)研究軸向拉伸形變對armchair邊石墨烯納米帶和zigzag碳納米管中激子的激發(fā)能、束縛能以及激子波函數(shù)的影響。本文安排如下：在第一章中,我們首先介紹一下碳納米管和石墨烯納米帶研究的背景和歷史,以及它們的幾何結(jié)構(gòu)和電子能帶結(jié)構(gòu)。在第二章中,我們首先介紹了非正交基緊束縛模型,這是因為它常被用于計算碳材料的電子能帶結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)。然后我們介紹準一維碳納米材料中的激子效應；最后介紹在緊束縛模型下計算激子效應的方法。在第三章中,我們利用非正交基緊束縛模型,研究了軸向拉伸形變的情況下帶寬分別為8,9,10的armchair邊石墨烯納米帶的激子效應。在軸向拉伸形變的情況下,激發(fā)能和激子束縛能的變化取決于帶類型,對于帶寬為8的armchair邊石墨烯納米帶,激發(fā)能和激子束縛能隨著形變的增加而減小,而對于帶寬為9的armchair邊石墨烯納米帶相反,對于帶寬為10的armchair邊石墨烯納米帶而言,激發(fā)能先增加后減小,這些結(jié)果可以通過軸向拉伸形變下,armchair邊石墨烯納米帶的電子能帶帶隙變化理解。在第四章中,我們同樣是利用非正交基緊束縛模型進行計算,研究了軸向拉伸形變對zigzag碳納米管中激子效應的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),碳管中激子的激發(fā)能隨形變的關(guān)系強烈的依賴于碳管的種類,激發(fā)能與形變基本上成線性關(guān)系。而激子的束縛能隨形變的變化關(guān)系只與碳管的種類有關(guān)。在第五章中,我們對本文工作進行了總結(jié)。
【學位授予單位】：信陽師范學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1

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