氧掺杂(9,0)型BC_2N纳米管的电子结构与性质  

Electronic Structure and Property of O Doped(9,0) BC_2N Nanotubes

作　　者：孙苗[1] 薛子成[1] 吴宫莲[1] 张辉[1] 张桂玲[1] 刘波[1] 

机构地区：[1]绿色化工技术黑龙江省教育厅重点实验室(哈尔滨理工大学),哈尔滨150080

出　　处：《东北林业大学学报》2013年第6期149-153,共5页Journal of Northeast Forestry University

基　　金：国家自然科学基金(20973049);黑龙省教育厅基金(12531127);黑龙江省高校青年学术骨干支持计划基金(1155G22)

摘　　要：基于密度泛函理论的第一性原理方法,对单个氧原子(O)化学置换掺杂在锯齿形(zigzag)(9,0)BC2N NTs进行了研究。结果显示O掺杂在B位(OB)和第二个C位(OCII)时,结构发生很明显的形变;而在ON和OCI掺杂BC2N纳米管的情况下,产生的形变几乎可以忽略。形成能的研究结果表明,ON掺杂的体系在B-rich的条件下是最为稳定的。OB掺杂(9,0)BC2N NTs的电子能带结构表明其显示受体的性质,而ON掺杂(9,0)BC2NNTs的导带位于Fermi能级处显示金属的性质。对于OC掺杂(9,0)BC2N NTs的情况,OCI和OCII掺杂(9,0)BC2NNTs分别为间接带隙半导体和直接带隙半导体。First-principle calculations based on the density functional theory （DFT） were used to investigate the oxygen atom substitution in the zigzag （9,0） BC2 N nanotubes. O in the boron （OB ） and second carbon （OCII） sites, the structure are deformed appreciably. While in the case of ON and OCI, the structures remain practically the same with negligible deforma- tions. The result for the formation energies indicates the ON substitution to be favorable, especially for the B-rich environ- ment. The electronic band structure for OB substitution modified by the highest-occupied level shows the dispersion with an acceptor characters. For the ON substitution, the Fermi level is located inside the conduction band defining a metallic character. In the case of Ocl and Oc. substitutions, Oct,-doped BC2N nanotubes are direct gap semiconductors, whereas Ocl substitutions present indirect gap semiconductors characters.

关 键 词：BC2N纳米管 O掺杂 密度泛函理论 结构和电子性质 

分 类 号：O641[理学—物理化学]