几种复杂固体光学性质的密度泛函研究及碳纳米管模型场发射研究的任务书.docx

几种复杂固体光学性质的密度泛函研究及碳纳米管模型场发射研究的任务书
一、研究背景与意义
固体光学性质的研究在材料科学、光电子学、信息技术等领域都具有重要意义。随着人工晶体制备技术的不断发展，以及密度泛函理论在材料科学中的应用日益广泛，我们对固体材料光学特性的掌握程度不断提高。同时，碳纳米管作为一种非常有前途的纳米材料，其电子、光学以及力学性能也备受关注。因此，对于固体光学性质和碳纳米管模型场发射性质的研究具有重要的科学意义和工程应用前景。
二、研究内容和目标
1.复杂固体光学性质的密度泛函研究
（1）通过密度泛函理论计算复杂固体的各向异性介电函数；
（2）研究复杂固体的各向异性光学性质，如吸收光谱、折射率等；
（3）通过密度泛函理论研究新型材料的光学性质，如光学非线性性质等；
（4）研究复杂固体材料在不同温度下的光学性质变化规律。
2.碳纳米管模型场发射研究
（1）通过密度泛函理论计算碳纳米管的电子结构；
（2）构建碳纳米管模型，研究其电流-电压关系；
（3）研究碳纳米管模型场发射性能，如场发射电流密度和阴极发射效率等；
（4）探究碳纳米管模型的场效应器件和光场效应器件的应用前景。
三、研究方法和技术方案
1.复杂固体光学性质的密度泛函研究
（1）采用VASP软件对各向异性介电函数、折射率等进行计算；
（2）使用DMol3软件研究新型材料的光学非线性性质；
（3）采用量子力学计算和统计分析方法进行研究。
2.碳纳米管模型场发射研究
（1）采用CASTEP等软件计算碳纳米管的电子结构和电流-电压关系；
（2）构建碳纳米管模型并进行场发射实验研究；
（3）采用电子显微镜和原子力显微镜等仪器对实验结果进行表征和分析。
四、研究预期结果
1.复杂固体光学性质的密度泛函研究
（1）得出复杂固体的各向异性介电函数及其与材料结构之间的关系；
（2）掌握各向异性光学性质的计算方法；
（3）预测新型材料的光学非线性性质。
2.碳纳米管模型场发射研究
（1）得出碳纳米管的电流-电压关系及其与材料结构之间的关系；
（2）掌握碳纳米管模型场发射性能的计算方法；
（3）发展碳纳米管场效应器件和光场效应器件技术的应用前景。
五、研究经费和时间安排
本次研究计划共计费用100万元，包括设备和材料采购、研究人员工资等。时间安排为3年，即2022年1月至2024年12月。
六、预期成果及应用前景
本研究将对复杂固体光学性质和碳纳米管模型场发射性能的掌握程度作一定的贡献，该研究结果可以为材料学、电子学、光电子学和信息技术等领域提供有力的理论支持和技术指导，并对碳纳米管场效应器件和光场效应器件技术的进一步发展提供帮助。