掺杂单壁碳纳米管电子结构及其应用的研究的任务书.docx

掺杂单壁碳纳米管电子结构及其应用的研究的任务书
任务书
一、项目背景
单壁碳纳米管（Single-walledcarbonnanotube，SWCNT）是一种新兴的纳米材料，具有很多独特的物理和化学特性，比如高强度、高热导率、高导电率、天然半导体等。近年来，SWCNT的掺杂技术得到了越来越广泛的应用，可以通过掺杂来改变SWCNT的电子结构，实现对其导电性、磁性、光学等性质的调控和利用，比如用于传感器、输运器件、储能器件、微电子学热管理等研究方向。
二、项目内容
本项目旨在研究SWCNT的掺杂对其电子结构的影响，包括以下具体内容：
1.SWCNT掺杂的种类和方法：对SWCNT进行掺杂的不同方式和材料进行分类、总结和比较，包括气体掺杂、化学掺杂、离子注入、激光掺杂等。
2.SWCNT电子结构的计算理论：通过理论计算模拟和实验测量的方法，研究SWCNT电子结构、能带结构和磁性等特性的变化和相关机理，比如杂质水平、位置、浓度、对称性、掺杂度等因素对电子结构的影响。
3.SWCNT掺杂的应用：将研究的结果和SWCNT掺杂技术相结合，探索SWCNT掺杂在传感器、输运器件、储能器件、微电子学热管理等方面的应用，同时评估其功效、局限和未来发展方向。
三、任务要求
1.对SWCNT掺杂领域的最新研究进展进行全面、细致的资料收集和文献阅读，形成系统、清晰的文献综述。
2.建立适当的数学模型和理论计算模拟程序，利用第一性原理计算方法等，解析SWCNT掺杂后的能带结构和磁性特征。
3.准备实验室材料，进行SWCNT掺杂实验，测量其导电性、磁性等特性，评估掺杂效果。
4.设计并建立适当的数据分析方法，将实验数据和理论计算结果进行比较和验证。
5.负责撰写和提交学位论文，并参加毕业答辩。
四、预期成果
1.一篇发表在国际期刊上的综述文章，对SWCNT掺杂领域的最新进展和趋势进行介绍和分析。
2.基于第一性原理计算的SWCNT掺杂理论模型，并获得关于SWCNT掺杂的基本性质信息，比如偏移结构和杂质水平等。
3.SWCNT掺杂实验结果和数据，对掺杂效果进行评估和分析。
4.对理论计算和实验结果的综合分析，对SWCNT掺杂的电子结构特性和应用前景进行深入的探讨。
5.一篇高质量的学位论文，并成功通过毕业答辩。
五、计划进度和预期效益
1.2022年10月-2023年1月：
开展文献调研和综述，确定研究方向和目标。
2.2023年2月-2023年5月：
建立理论计算模型，进行第一性原理计算，得出SWCNT掺杂的能带结构和磁性特征。
3.2023年6月-2023年10月：
开展实验研究，进行SWCNT掺杂，测量其导电性和磁性特性。
4.2023年11月-2024年3月：
分析理论计算和实验结果，进行数据处理和模型验证。
5.2024年4月-2024年6月：
撰写学位论文，进行毕业答辩。
本研究的预期成果将对SWCNT掺杂的电子结构和应用开展深入研究、推动其发展，对于相关学科和领域的研究和应用都具有一定的参考价值和推广意义。