碳納米管（CNT）和石墨烯是典型的一維、二維碳納米材料,被廣泛地應(yīng)用于微納制造行業(yè)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)碳納米材料與金屬導(dǎo)線或電極連接,會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的接觸電阻和發(fā)熱,降低元件的使用壽命。因此,利用第一性原理研究摻雜對(duì)碳納米材料與金屬電極電接觸特性的影響。首先,研究了過(guò)渡金屬摻雜對(duì)CNT、石墨烯電學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),Ti摻雜（5,5）型封閉CNT的贗能隙減小,有效功函數(shù)減小;石墨烯表面引入Pd/Zn原子后,石墨烯費(fèi)米能級(jí)處的態(tài)密度增大明顯,表面活性增加。其次,研究了不同濃度B摻雜對(duì)石墨烯吸附多層Au原子的影響。計(jì)算了吸附模型的電荷密度分布和電荷轉(zhuǎn)移量,發(fā)現(xiàn)隨著B(niǎo)摻雜濃度的提高,B原子與Au原子間雜化作用明顯,存在較高的電荷密度和電荷轉(zhuǎn)移量,可有效地降低石墨烯與多層Au原子間的接觸電阻。最后,研究了P摻雜對(duì)石墨烯與多層Cu原子接觸的影響,摻雜濃度為3.125%,6.250%和9.375%。分析吸附模型優(yōu)化后的幾何結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)摻雜原子P不僅為多層Cu原子提供了吸附位點(diǎn),而且成為石墨烯與多層Cu原子之間轉(zhuǎn)移電子的橋梁。表明P摻雜可以有效改善石墨烯與多層Cu原子界面的幾何結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性。圖27幅... 

【文章來(lái)源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
    1.1 碳納米材料簡(jiǎn)介
        1.1.1 碳納米管
        1.1.2 石墨烯
    1.2 碳納米管和石墨烯的應(yīng)用
        1.2.1 場(chǎng)發(fā)射元件
        1.2.2 電容器
        1.2.3 催化劑
        1.2.4 氣體傳感器
    1.3 碳納米材料的接觸電阻及改善方法
        1.3.1 接觸電阻的形成
        1.3.2 降阻方法
    1.4 研究目標(biāo)及內(nèi)容
        1.4.1 研究目標(biāo)
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 計(jì)算方法簡(jiǎn)介
    2.1 第一性原理的基礎(chǔ)理論
        2.1.1 多粒子體系的薛定諤方程
        2.1.2 Born-Oppenheimer近似
        2.1.3 Hertree-Fock近似
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.2 Kohn-Sham方程
    2.3 電子交換關(guān)聯(lián)泛函
        2.3.1 局域密度近似
        2.3.2 廣義梯度近似
    2.4 自洽運(yùn)算
第3章 過(guò)渡金屬摻雜碳納米管及石墨烯的第一性原理研究
    3.1 碳納米管摻雜
        3.1.1 模型和計(jì)算方法
        3.1.2 幾何結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
        3.1.3 電子結(jié)構(gòu)分析
        3.1.4 小結(jié)
    3.2 石墨烯摻雜
        3.2.1 物理模型與計(jì)算方法
        3.2.2 結(jié)果與討論
        3.2.3 小結(jié)
    3.3 結(jié)論
第4章 不同濃度硼摻雜石墨烯吸附多層金原子的第一性原理研究
    4.1 物理模型與計(jì)算方法
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 摻雜模型的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
        4.2.2 吸附模型的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
        4.2.3 態(tài)密度分析
        4.2.4 電荷密度與電荷轉(zhuǎn)移量
    4.3 結(jié)論
第5章 磷摻雜石墨烯吸附多層銅原子的第一性原理研究
    5.1 物理模型與計(jì)算方法
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 P摻雜石墨烯模型
        5.2.2 吸附模型幾何結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性
    5.3 結(jié)論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
企業(yè)導(dǎo)師簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]碳納米管基復(fù)合材料的制備及在PMMA骨水泥中的應(yīng)用研究[D]. 唐榮平.西南交通大學(xué) 2018
[2]結(jié)構(gòu)光場(chǎng)的傳輸特性及其應(yīng)用[D]. 錢朝陽(yáng).浙江理工大學(xué) 2017
[3]碳納米管場(chǎng)發(fā)射性質(zhì)的模擬計(jì)算研究[D]. 孫凱.河南工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3187429