SiC 类石墨烯层状结构与单/双壁纳米管的键合性质、结构优化及能量学研究
材料科学
2013-05-29 v1
摘要
基于 DFT 的维也纳第一性原理模拟软件包，从形成稳定类石墨烯层状结构、单壁和多壁纳米管的角度，对 SiC 类石墨烯结构的结构优化和能量学进行了理论研究。使用基于自洽和环境依赖的半经验哈密顿量的局域分析技术，检查了优化结构中原子的键合性质。我们的研究结果表明，稳定的 SiC 类石墨烯层状结构具有 sp2 键合性质，不同于体相 SiC 中的 sp3 键合性质。Si 和 C 原子之间键合构型的这种灵活性为广泛的基于 SiC 的稳定结构（类似于基于碳的结构）提供了可能性。对于基于 SiC 的纳米管，我们计算了应变能、圆柱壳的屈曲程度以及 Si 和 C 原子之间的键电荷等量，以理解优化结构。发现 SiC 类石墨烯多层片的优化层间距取决于 SiC 类石墨烯结构不同层中原子的排列顺序（双层排列的 Si-C 序列为 0.37 nm，而双层排列的 Si-Si 或 C-C 序列为 0.48 nm）。这些观察结果可能归因于 Si 和 C 原子间电荷重新分布引起的库仑相互作用。另一方面，发现 SiC 双壁纳米管中存在两个不同的层间距范围（锯齿型为 0.38 nm，扶手椅型为 0.48 nm），这与占主导的层间邻居是 Si-C 型还是 Si-Si 和 C-C 型有关。
引用
@article{arxiv.0901.3567,
title = {Bonding Nature, Structural Optimization, and Energetics studies of SiC Graphitic-Like layer Structures and Single/Double Walled Nanotubes},
author = {Ming Yu and C. S. Jayanthi and S. Y. Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:0901.3567},
year = {2013}
}
备注
29 pages with 6 figures