《二氧化硅纳米结构的理论设计和性能预测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二氧化硅纳米结构的理论设计和性能预测（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：盔嘲日期：必关于学位论文使用授权的声明本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。( 保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：哗导师签牲日期：
2、蝉o n a l l yl e f tb l a n k目录目录摘要IA b s t r a c t I I I前言1参考文献4第一章二氧化硅纳米材料51 1 纳米材料概述51 2 团簇的研究意义61 3 二氧化硅的结构、性质及应用8参考文献一1 2第二章从头计算方法和密度泛函理论1 42 1 从头计算方法的基本原理1 42 2 密度泛函理论2 22 3S I E S T A 程序包简介2 82 4G A U S S I A N0 3 程序包简介2 9参考文献3 0第三章二氧化硅纳米团簇的结构设计与能量分析3 13 1 二氧化硅纳米团簇3l3 2 环状结构的二氧化硅纳米团簇3 23 32 M
3、R 和4 M R 组成的二氧化硅纳米团簇4 3本章小结5 0参考文献一5l第四章二氧化硅纳米片层及纳米管结构的计算5 24 1 二氧化硅纳米片层结构的计算分析5 34 2 纳米管结构的形成及能量预测5 6本章小结6 6参考文献6 7第五章总结与展望6 8致 射7 l攻读硕士学位期间参与的项目7 2攻读硕士学位期间发表的论文7 3附：外文论文7 5山东大学顾十学位论文C o n t e n t sA b s t r a c t ( C h i n e s e ) IA b s t r a c t ( E n g l i s h ) 一I I II n t r o d u c t i o n 1R
4、 e f e r e n c e s 4C h a p t e r1S i l i c an a n o m a t e r i a l s 5参Z 7 功es u m m a r i z eo f n a n o m a t e r i a l s 。51 2T h es i g n i f i c a n to f c l u s t e r 61 3T h es t r u c t u r e ，p r o p e r t ya n da p p l i c a t i o no fs i l i c a 8R e f e r e n c e s 1 2C h a p t e r2A b
5、i n i t i oc a l c u l a t i o n sa n dD e n s i t yf u n c t i o n a lt h e o r y 1 42 1A b - i n i t i om e t h o d s 1 42 2D e n s i t yf u n c t i o n a lt h e o r y 2 22 3A ni n t r o d u c t i o nt oS I E S T Ap a c k a g e 2 82 4A ni n t r o d u c t i o nt oG A U S S I A N0 3p a c k a g e 2 9
6、R e f e r e n c e s ：；OC h a p t e r3S t r u c t u r ed e s i g na n de n e r g ya n a l y s i so fs i l i c an a n o c l u s t e r s 313 1S i l i c an a n o c l u s t e r s 3l3 2R i n g - l i k es t r u c t u r eo fs i l i c an a n o c l u s t e r s 3 23 3S i l i c an a n o c l u s t e r sf o r m e
7、 db y2 M Ra n d4 M R 4 3S u m m a r y ! ；( )R e f e r e n c e s j ，。，。，5 J jC h a p t e r4C a l c u l a t i o no f s i l i c an a n o l a y e ra n dn a n o t u b es t r u c t u r e s 5 24 1C a l c u l a t i o na n da n a l y s i so fs i l i c an a n o l a y e rs t r u c t u r e s 5 34 2T h ef o r m
8、a t i o na n de n e r g e t i cf o r e c a s to f s i l i c an a n o t u b es t r u c t u r e s 5 6S u m m a r y 6 6R e f e r e n c e s 。6 7C h a p t e r5S u m m a r ya n dp r o s p e c t 6 8A c k n o w l e d g e m e n t s 7 1P r o j e c ti n v o l v e di n 7 2P u b l i c a t i o nl i s t 7 3A p p e
9、 n d i x ：P a p e rp u b l i s h e d 。7 5摘要摘要二氧化硅纳米材料以其特殊结构和优异的物理化学特性成为纳米材料领域最活跃的研究方向之一，它在微电子学、光通信技术以及催化等领域具有重要的应用前景。由于量子尺寸效应，二氧化硅纳米材料表现出与体材料完全不同的丰富的结构模式，因此揭示二氧化硅纳米材料的构造规律以及与结构密切相关的物理化学特性是理论研究的重要课题之一。本论文利用密度泛函理论( D e n s i t yF u n c t i o n a lT h e o r y ，简称D F T ) ，系统地研究了二氧化硅纳米团簇( O D ) 、纳米线管( 1 D ) 和纳米片层( 2 D ) 的结构规律、能量稳定性和相应的电子结构。着重研究了二氧化硅纳米环状结构的稳定构型与团簇尺寸的变化规律，以及形成纳米层状和管状结构的可能性。研究结果不仅为实验上探索合成新型的二氧化硅纳米结构提供重要的理论依据，同时也对准一维二氧化硅纳米结构( 如，纳米线、纳米管) 的生长机制的研究具有重要的参考价值。本论文主要包括以下几个方面的内容：( 1 ) 系统地研究了一系列二氧化硅纳米团簇结构，包括由二元环( 2 M e m b e r e dR i n g ，2 M R ) 、三元环( 3 M R ) 、四元环( 4 M R ) 以及- - = 杂化(
