氮化硼光电功能材料的基础研究

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1、氮化硼光电功能材料的基础研究专业：物理学（师范类）班级：2012级姓名：刘俊指导教师：张会(副教授)沈阳大学毕业设计（论文）目录引言31计算方法62结果与讨论82.1n-aBNNR-X定义的BNNRs82.213-aBNNR-OH的进一步研究发现了三种配置102.3三种配置的结构和能量12总结17致谢18参考文献19沈阳大学毕业设计（论文）摘要我们报道了一篇关于扶手椅型氮化硼纳米带（BNNRs）O原子边缘终止与和OH基团边缘终止的电子特性和结构的密度泛函理论的量子力学描述。通过O边缘终止发现了一种非磁性

2、并且为半导体的过氧化物状结构，它的带隙为Eg=2.8eV。它是由于过氧化物基团上氢原子的减少，从而产生了使BNNR纳米带的O终止得到稳定的一个多元醇状结构。其中氢键的两条链是根据两条边引起5元环、7元环的交替出现创建的，并且使纳米带成为非平面的波纹边缘。根据能量差异高达2eV的单元细胞，我们发现了它的三种配置的不同波纹周期和振幅，但实际上它们的带隙都是Eg=4.2eV。氢键介导的波纹特征是由孤对轨道显示的一个局部σ-π分离和在5元环和7元环的受体O原子上的一对“兔耳”的氢键长度分别决定。通过使用高斯09

3、程序，优化了原子坐标在LDA/6-31G*水平，然而其它原子被冻结。并且采用高斯09接口的NBO3.1程序来分析优化结构的自然键轨道（NBO）。通过研究能量带隙和总的预计态密度，我们发现它们都能影响和改变扶手椅型氮化硼纳米带（BNNRs）的电子特性。关键词带隙；波纹边缘；能量；局部分离；电子特性No20沈阳大学毕业设计（论文）AbstractWereportaquantummechanicaldescriptionbasedonthedensityfunctionaltheoryofthestructu

4、resandelectronicpropertiesofarmchairboronnitridenanoribbons(BNNRs)edge-terminatedwithOatomsandOHgroups.TheOedgeterminationwasfoundtogiveaperoxide-likestructurethatisnonmagneticandsemiconductingwithabandgapofEg=2.8eV.TheO-terminatedBNNRribbonwasstabilized

5、bythereductionoftheperoxidegroupswithHatomsleadingtoapolyol-likestructure.Thetwochainsofhydrogenbondscreatedalongtheedgesleadtoalternating5-and7-memberedringsandcausetheribbontobecomenonplanarwithripplededges.Threeconfigurationsofdifferentrippleperiodsan

6、damplitudeswerefoundwithenergydifferencesupto2eVperunitcellbutwithvirtuallythesamebandgapofEg=4.2eV.Thehydrogenbondmediatedripplesarecharacterizedthroughthelonepairorbitalsshowingalocalσ−πseparationandapairof“rabbit-ears”ontheacceptorOatomsin5-and7-membe

7、redringsrespectivelydictatedbythehydrogenbondlengths.UsingtheGaussian09program,theHatomcoordinateswereoptimizedatthelevelofLDA/6-31G*,whereastheotheratomswerefrozen.AnNBOanalysisoftheoptimizedstructurewasperformedusingtheNBO3.1programinterfacedwithGaussi

8、an09.EnergybandsandtotalprojecteddensityofstatesarediscussedforbothfunctionalizationstoshowtheireffectsonalteringtheelectronicpropertiesofarmchairBNNRs.Keywords:Bandgap;Ripplededges;Energy;LocalSeparation;ElectronicPropert