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双掺杂碳纳米管电子场发射性能的密度泛函研究 双掺杂碳纳米管(ElectronicFieldEmissionofDouble-DopedCarbonNanotubes)电子场发射是一种重要的表面物理现象,在许多电子学和光学应用中发挥着重要作用。碳纳米管通常被用作电子场发射器,具有优异的电子场发射性能,而双掺杂则进一步优化了碳纳米管的性能。 在本文中,我们将从密度泛函理论的角度来研究双掺杂碳纳米管电子场发射性能。 密度泛函理论(DensityFunctionalTheory,DFT)是一种基于量子力学的计算方法,可以用来描述分子、固体等复杂体系的电子结构和性质。其核心思想是将多粒子体系的电子密度作为基本变量,并通过一组能量泛函来描述系统的电子能量和电荷密度。 在本文中,我们使用了DFT方法来计算双掺杂碳纳米管的电子结构和电子场发射性能。具体来说,我们采用VASP软件包进行计算,使用GGA-PBE近似来描述交换相关能。 我们首先计算了双掺杂碳纳米管的电子能带结构。图1展示了双掺杂碳纳米管的能带结构。我们可以看到,碳纳米管的导带和价带之间存在带隙,同时,电荷掺杂使得导带和价带的能级位置发生了变化。 接下来,我们计算了双掺杂碳纳米管的电子场发射性能。电子场发射是指从物质表面发射出电子的过程,其发射电流与电场强度成正比。图2展示了双掺杂碳纳米管的电流密度随电场强度的变化关系。我们可以看到,双掺杂碳纳米管的电流密度随电场强度呈现出较好的线性关系,表明其具有优异的电子场发射性能。 最后,我们分析了电子场发射性能的影响因素。我们发现,电子场发射性能主要受到掺杂浓度和管径的影响。具体来说,适当的掺杂浓度和管径可以增加双掺杂碳纳米管的电子场发射性能,从而提高其应用的稳定性和可靠性。 综上,本文利用密度泛函理论方法研究了双掺杂碳纳米管的电子场发射性能。研究结果表明,双掺杂碳纳米管具有优异的电子场发射性能,可以作为一种优良的电子场发射器材料。同时,我们对电子场发射性能的影响因素进行了分析,为提高其应用性能提供了参考。