刘兵+杨凯+汪岳峰

摘要： 为了探索X型碳纳米管的介电性质和可见光吸收性质，建立了手性矢量分别为（5，5）和（8，0）的碳纳米管交合的X型碳纳米管模型。采用基于密度泛函的平面波赝势法对其进行几何结构优化和光学性质探索，运用广义梯度近似理论超软赝势对交换相关能进行近似。计算结果表明被交合而成的碳纳米管的介电常数曲线和可见光吸收曲线的峰值大小和峰值位置均发生了变化，这是因为碳纳米管结构的变化导致碳原子间的能级发生改变，从而改变了光子跃迁能量和吸收光子的波长。

关键词： X型碳纳米管； 密度泛函理论； 介电常数； 可见光吸收系数

中图分类号： O 469文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.06.016

引言碳纳米管是一种质量轻、导电性能好、可见光吸收高的新兴材料，自1991年发现以来被广泛应用于电子元器件、太阳能电池等领域[1]。目前，碳纳米管的制备方式主要由电弧法[2]、激光蒸发法[3]、化学气相沉积法[4]等，这些制备方法的本质是将有机或无机化合物中的碳原子裂解再重新凝结，在制备过程中很难保证碳纳米管理化上的一维结构，碳原子的缺失、移位以及碳纳米管间的交错等缺陷形成了枝状、竹节状、瘤状、链状的碳纳米管现象非常普遍。这些带有缺陷的碳纳米管由于分子结构在局部发生了变化，会显现出一些特殊性质，对有缺陷碳纳米管的研究扩展了碳纳米管的应用领域。文献[5]指出，当五元环掺杂到六元环时会改变原始六元环的螺旋性，从而根本地改变碳纳米管的电子结构。……