缺陷對納米碳管量子效率的影響

《缺陷對納米碳管量子效率的影響》是依託中國礦業大學，由於桂麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：缺陷對納米碳管量子效率的影響
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：於桂麗
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

短短二十幾年的時間，納米碳管憑藉其獨特的電學、力學、光學和化學等特性，逐漸成為凝聚態物理和材料學科的熱點課題。系統地理解其物理特性有助於在納米技術和半導體器件中套用。本項目以探索含缺陷納米碳管中的量子效率為目標，主要在緊束縛近似下，系統開展含缺陷納米碳管中的激發能、光學吸收以及與之相關的量子效率的研究。通過改變納米碳管中缺陷的位置、濃度和缺陷的類型，研究納米碳管中激子激發能、光學吸收譜隨缺陷位置、濃度和類型的變化情況；探討缺陷納米碳管中暗激子被亮化、缺陷局域態成為發光中心的可能性；為實驗上測定納米碳管中低量子效率提供理論依據。嘗試通過改變納米碳管中缺陷的位置、濃度或類型來實現增強納米碳管中量子效率的可行性，從而為實驗上提高納米碳管的光致發光譜中量子效率提供理論指導

結題摘要

短短几十年的時間，納米碳管憑藉其獨特的電學，力學，光學和化學等特性，逐漸成為凝聚態物理和材料學科的熱點課題。系統地理解其物理特性有助於其在納米科技和半導體器件中的套用。本項目以探索含缺陷納米碳管中的量子效率為目標，主要在緊束縛近似下，系統開展含缺陷納米碳管中的激發能，光學吸收以及與之相關的量子效率的研究。通過改變納米碳管中缺陷的位置，濃度和缺陷的類型，研究納米碳管中激子激發能，光學吸收譜隨著缺陷位置，濃度和類型的變化情況；探討缺陷納米碳管中暗激子被量化，缺陷態成為發光中心的可行性；為實驗上測定納米碳管中低量子效率提供理論依據。本課題中主要討論兩種常見缺陷stone-wales和空位缺陷，通過研究發現不同類型的缺陷對納米碳管光學激發影響不同。對於同種缺陷來說，隨著缺陷濃度的增加，激發能將向低頻方向移動，而對於不同位置引入缺陷時發現對稱情形下引入缺陷對激發能的影響大於非對稱情形。更為有趣的是只要引入缺陷時，在光學吸收譜中都會呈現兩個吸收峰，說明缺陷可以為光學激發提供更多的通道，有望可以提高納米碳管中的量子效率。為了研究的需要，本課題還進行了一定的擴展，研究了金屬性納米碳管中的光學激發，以及形變和外場對金屬性納米碳管光學激發的影響，這些理論結果為金屬性納米碳管在將來的太赫茲領域中的套用提供理論依據。