中文摘要
本项目结合分子力场、密度泛函与激发态CI理论，以多尺度的研究方法对内嵌有晶体的半导体碳纳米管复合材料的光学和电学特性进行了较为全面的研究。我们的研究发现，碳管可以与受限空间内的晶体材料形成多种配比结构的复合体。晶体在纳米空间内表面态发生变化并形成多种全新的、不同于原晶体的对称性与新周期性结构。而这些结构的改变为该材料带来了丰富的特性变化。通过改变内嵌晶体的规格与外层的碳纳米管的配比，复合材料的光吸收特性产生了明显的改变，并可根据需要按结构进行调节，调控范围达到774.7nm。相关研究成果对可控的纳米光学器件的应用与开发具有重要的理论参考价值。
英文摘要
We have studied the composite materials of the semi-conducting carbon nanotubes with crystals embedded. The multi-scale method with combination of Classical Force Field, Density Functional Theory (DFT), and Configuration Interaction (CI) method of excited states were used to investigate the electronic and optical properties. We found that the crystal confined under nano-space and varies matching nanotubes could form various composite materials. With the structures change, new symmetry and new period structures are found, which bring rich new properties to the composite materials. The matches between carbon nanotubes and inner crystals change the optical peropertis greatly. The controllable changes are upto 774.7nm. Our works would promote the applications of nano optical devices.
结题摘要
本项目结合分子力场、密度泛函与激发态CI理论，以多尺度的研究方法对内嵌有晶体的半导体碳纳米管复合材料的光学和电学特性进行了较为全面的研究。我们的研究发现，碳管可以与受限空间内的晶体材料形成多种配比结构的复合体。晶体在纳米空间内表面态发生变化并形成多种全新的、不同于原晶体的对称性与新周期性结构。而这些结构的改变为该材料带来了丰富的特性变化。通过改变内嵌晶体的规格与外层的碳纳米管的配比，复合材料的光吸收特性产生了明显的改变，并可根据需要按结构进行调节，调控范围达到774.7nm。相关研究成果对可控的纳米光学器件的应用与开发具有重要的理论参考价值。