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
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 单壁碳纳米管 第一性原理 掺杂 电子结构 光学性能
• 年，卷（期）: 2022,（9）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料|INORGANIC MATERIALS AND CERAMIC MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 22-26
• 页数: 5页
• 分类号: TB32
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20120188

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.