免费论文摘要：氮化硼纳米管弥补、掺杂和吸附的构造、电子与磁本质

纳米管具备较大的比外表积，很多物理和化学进程比方外表分散、吸附、氧化、催化、侵蚀之类的爆发都与外表相关。在纳米管的表里外表长进行掺杂吸附等化装改性，不妨变换纳米管的物理和化学本质，进而扩充纳米管的运用。正文以氮化硼纳米管（BNNT）为干线，沿用第一性道理本领，中心接洽了BNNT弥补、掺杂和吸附过度非金属以及气体的构造、电子和磁本质，重要处事及论断如次：（1）对于hcp构造的TMn（TM=Fe、Co、Ni，n=4、10、13）纳米线弥补入碳纳米管（CNT）(m,0)（m=7~12）和TM13纳米线弥补入(12,0) BNNT，实足弛豫后复合体例构造形势的变革特殊微弱。在贯串进程中，除去TM4/C(7,0)、TM13/C(12,0)和Fe13/BN(12,0)体例吸热，一切复合体例都是自愿地放热。BNNT在封装较粗的纳米线上面优于CNT。对于bcc构造的TMn（n=5、9、13）纳米线弥补入(8,8) ZnO纳米管（ZnONT），TM13纳米线与ZnONT之间激烈的效率引导ZnONT变为一致四个花瓣的形势和TM13纳米线的回旋。一切TMn/ZnO(8,8)体例在贯串进程中都是放热的，且最宁静的构造为TM13/ZnO(8,8)体例。电荷由纳米线变化到纳米管。跟着CNT直径的减少，体例变化的电荷缩小；跟着纳米线粗细的减少，体例变化的电荷减少。产生的TM–C和TM–N键具备共价键的特性，而TM–O键则具备离子键的特性。一切复合体例都展现出非金属个性和磁性，其磁性重要根源于TM纳米线。复合体例的平衡磁矩跟着CNT直径的减少而减少，跟着TMn纳米线粗细的减少而缩小。对立于自在的TM纳米线，较宽松包袱复合体例的磁矩简直没有减小。复合体例中每个TM亚原子的平衡磁矩都有各别水平地缩小，更加是纳米线最外层的亚原子的磁矩缩小的最多。（2）对于Fe(1?x)Cox合金纳米线弥补入zigzag型(10,0) CNT和BNNT，一切Fe(1?x)Cox/CNT体例在贯串进程中自愿地放热。但BNNT的封装仅在x>0.6时巩固了体例构造的宁静性，最宁静的构造为Fe0.2Co0.8/BNNT体例。电荷由Fe(1?x)Cox合金变化到纳米管，产生的Fe?C（Fe?N）与Co?C（Co?N）键具备极性共价键的特性。纵然(10,0) CNT和BNNT都是半半导体且没有磁性，在弥补了Fe-Co纳米线后，复合体例全都表露出非金属个性和磁性。复合体例的自旋极化率和总磁矩均小于相映的自在Fe(1?x)Cox纳米线的自旋极化率和总磁矩。跟着Co亚原子浓淡的减少，复合体例的磁矩缺乏地贬低。复合体例具备较大的磁矩表示着它们在高密度磁数据保存上面的潜伏要害运用。（3）在(4,4)和(8,0) BNNT中，用TM（V、Cr或Mn）亚原子代替一个B亚原子大概同声代替B和N亚原子。BNNT在掺杂TM后爆发了鲜明的限制变形，简直一切的TM亚原子都超过到管壁表面。V代替掺杂在(4,4) BNNT的B位具备半非金属个性，而TM代替掺杂在(4,4) BNNT的BN1场所则为非金属个性。纳米管的手性对TM在B位和BN2位代替掺杂的磁性没有感化，但对于TM在BN1位代替掺杂的磁性有鲜明地感化。掺杂TM的BNNT体例，更加是在BN2场所的掺杂，具备特殊大的磁矩。所以，遏制掺杂各别的TM亚原子大概同一TM亚原子在BNNT的各别场所不妨安排BNNT的电子构造。掺杂TM的BNNT体例不妨用作氢保存器件、气体感触器件、催化剂以及磁性数据保存器件。（4）CO和NO分子吸附在掺杂TM（V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni）的(8,0) BNNT的贯串都是放热进程。较大的贯串能与电荷变化表白气体分子与掺杂TM的BNNT之间为化学贯串。在掺杂TM的BNNT上，NO比CO的吸附更为宁静。并且NO分子吸附在TM-BNNT体例的N位比B位更宁静。最宁静的吸附形式为C或N（NO中的N）亚原子与TM亚原子相贯串，而O亚原子离开TM亚原子。复合体例的带隙中生存局域杂质态。因为BNNT和缓体分子被开辟出负的磁矩，对立于TM-BNNT体例的磁矩，大局部气体吸附体例的磁矩有所减小。CO分子的吸附对TM-BNNT体例的磁性感化较小，而NO的吸附对TM-BNNT体例的磁性感化较大。以是经过气体吸附在掺杂各别TM亚原子在BNNT的各别场所不妨安排BNNT的电子构造与磁性。掺杂TM的BNNT不妨用作创造CO和NO气体传感器件的原资料。（5）六个TM（V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni）线性单亚原子链吸附在(5,5) BNNT表面面包车型的士进程都是放热的。各别TM亚原子链吸附在BNNT上的最宁静吸附场所是各别的。一切TM亚原子链均不妨吸附在N位，而吸附在Z位都是不宁静的。V或Cr吸附在H和N位，以及Mn吸附在A位的吸附体例具备半非金属特性。电荷全都由TM亚原子链变化到BNNT，进而引导半半导体BNNT的非金属化。纵然对于同一TM亚原子链，吸附在纳米管的各别场所时，因为纳米管外表的各别控制，其磁矩是各别的。在六个亚原子链的最宁静吸附体例中，复合体例的磁矩巨细按着V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的程序先升后降，在Cr处具备最大的磁矩。接洽截止不只证明了TM亚原子链与BNNT的贯串特性，并且还能证明BNNT的物理个性是怎样受所吸附的TM亚原子链的感化。接洽截止还无助于于纳米器件的合成，比方纳米探针、非金属贯穿触点和自旋元器件，以及进一步接洽纳米管基的传感器、催化剂和磁数据保存摆设。

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