掺杂(硅、锗、锡)单壁碳纳米管的第一性原理研究

编号：CYYJ02831

篇名：掺杂(硅、锗、锡)单壁碳纳米管的第一性原理研究

作者：卢学峰 王宽 崔志红

关键词： 单壁碳纳米管 第一性原理 掺杂 电子结构 光学性能

机构： 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 兰州理工大学材料科学与工程学院

摘要： 使用第一性原理研究了纯(5,5)单壁碳纳米管(SWCNTs)和掺杂(Si,Ge,Sn)SWCNTs的电子结构和光学性质。研究发现,与其他体系的带隙值相比,Sn掺杂体系的带隙值最小,为0.034 eV,该体系显示出了良好的半导体性能。差分电荷密度图显示掺杂后原子周围的局域性降低,说明碳原子与掺杂原子之间的键强度减弱。布居值分析表明Sn原子与C原子成键的共价性最弱。在吸收光谱中,掺杂体系的峰值均略有减小,并出现蓝移现象。此外,与未掺杂体系相比,Sn掺杂体系的吸收谱与反射谱峰值明显减小,这可允许更多的光通过涂层然后被太阳能电池吸收,使其作为增透膜材料在太阳能电池领域有广阔的应用前景。