《一維無機SiC納米條帶的結構和電磁學性質研究》是依託吉林大學，由陳巍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：一維無機SiC納米條帶的結構和電磁學性質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳巍
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低維的納米材料如納米條帶、納米管等展現了獨特的電學、磁學、力學和光學性質，目前已成為基礎研究領域的熱點之一。從套用的角度看無機納米條帶可以作為構造基元去設計新型的多功能納米器件。本項目運用第一性原理計算將重點研究一維SiC無機納米條帶(nanoribbons)的電學和磁學性質，通過各種化學基團的邊緣修飾、具有推拉電子特性的有機物分子和聚合物等的表面修飾以及雜原子摻雜等方法去調控其帶隙，豐富其電學和磁學性質，確定其結構和物性之間的關係，為實驗上調控一維SiC納米條帶的物性提供可靠的理論依據。從而為科學地利用低維SiC納米材料，尤其是在新型多功能無機納米器件中的套用提供有價值的理論依據。
結題摘要
低維納米材料（如納米條帶、納米管）展現了獨特的電學、磁學、力學和光學性質。本項目運用第一性原理計算重點研究了一維無機SiC納米條帶（SiCNR）的電學和磁學性質，提出了“通過利用具有推拉電子特性的化學基團的邊緣修飾（如CH3、OH、NH2、CN和 NO2）”、“雙鹵原子（如F、Cl）的邊緣修飾”、“具有不同氫化方式和比例的共價表面修飾”、“具有推拉電子特性的有機物分子（如TCNQ和TTF）等的非共價π-π表面修飾”以及“引入缺陷（如Stone-Wales）”等新方法，有效地調控了SiCNR的能帶結構，突破了其實際套用中遇到的瓶頸問題（如zigzag型SiCNR鐵磁態和反鐵磁態能量簡併不利於其實際套用）；使體系表現出鐵磁性金屬、鐵磁性半金屬、反鐵磁性金屬、反鐵磁性半金屬、自旋無帶隙半導體和非磁性半導體等豐富的電磁學行為。我們分析並總結了這些方法對體系的幾何結構、磁態、能帶結構、態密度、電荷轉移、靜電勢、形成能和束縛能等多方面產生的影響，揭示了其有效調控一維SiC納米條帶體系電磁學性質的微觀機制，為實驗上調控一維SiC納米條帶的物性提供了新思路和新方法，為推進其在新型多功能納米器件和納米自旋器件等領域中的實際套用提供了有價值的理論線索。此外，通過利用共價修飾、引入缺陷和雜原子摻雜等方法，我們還研究了一些低維碳基和無機BN/AlN納米體系（SiC材料的類似物），首次提出了 “構建混合型π共軛橋”、“利用超鹼金屬原子構建新型Donor-Acceptor結構”、“引入三角形缺陷”和“引入額外電子”等新概念和新方法，有效地改善了這些低維納米體系的電學、磁學以及光學性質，為基於低維納米體系的新型電光器件的設計和實際套用提供了全新思路。
