超细钛金属线的电子性质

高等学校化学学报

超细钛金属线的电子性质

李爱玉¹; 文玉华¹; 朱梓忠^1,2; 杨勇²

1. 厦门大学物理系
2.固体表面物理化学国家重点实验室, 厦门 361005

收稿日期:2005-08-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2006-07-10 发布日期:2006-07-10
通讯作者: 朱梓忠

Electronic Properties of Ultrathin Titanium-wires

LI Ai-Yu¹; WEN Yu-Hua¹; ZHU Zi-Zhong^1,2*; YANG Yong²

1. Department of Physics, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2. State Key Laboratory for Physical Chemistry of Solid Surfaces, Xiamen
University, Xiamen 361005, China

Received:2005-08-01 Revised:1900-01-01 Online:2006-07-10 Published:2006-07-10
Contact: ZHU Zi-Zhong

摘要/Abstract

摘要： 使用第一性原理方法计算研究了一系列无限长、超细的钛金属线的结合能和电子性质, 并得到了这些超细金属线的电导. 结果表明, 超细钛金属线单位原子的结合能比体材料的结合能低得多, 而且与金属线截面半径的倒数在所计算的纳米范围内成线性反比关系. 钛金属线的电子结构性质表现出渐进的尺寸演化和明显的结构关联, 当金属线直径大于1 nm时表现出类似体材料的电子结构, 这与Ti团簇的电子结构性质相似. 对电导的计算发现, 金属线的电导随着线尺寸的变粗而增大, 电导通道的数目由金属线的结构对称性和粗细所决定.

关键词: 钛超细金属线, 电子结构, 从头计算

Abstract: We carried out first-principle electronic structures and energy calculations for a series of infinitely long, ultrathin titanium wires. The electric conductance of these wires was computed. The present results show that, for the nanoscale regime we studied, the cohesive energies per atom of the wires are much lower than that of Ti bulk, and are roughly linear with the reciprocal of the radius of the wires. The electronic structures of the ultrathin wires show strong correlations to the sizes and structures of the wires and start to show bulk behavior when the wires are around 1 nm in diameter, which are similar to the properties of Ti clusters. The electric conductance of the wire increased as the diameter of the wire increased, and the number of channels open for conduction is decided by the size and structural symmetry of the wire.

Key words: Titanium ultrathin wire, Electronic structure, Ab initio calculation

中图分类号:

O646
O481

TrendMD:

李爱玉 ; 文玉华 ; 朱梓忠 ; 杨勇 . 超细钛金属线的电子性质. 高等学校化学学报, doi: .

LI Ai-Yu¹; WEN Yu-Hua¹; ZHU Zi-Zhong^1,2*; YANG Yong². Electronic Properties of Ultrathin Titanium-wires. Chem. J. Chinese Universities, doi: .

[1]	夏天, 万家炜, 于然波. 异原子配位结构碳基单原子电催化剂结构与性能相关性的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(5): 20220162.
[2]	王祖民, 孟程, 于然波. 过渡金属磷化物析氢催化剂的掺杂调控[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(11): 20220544.
[3]	卓增庆, 潘锋. 基于软X射线光谱的锂电池材料的电子结构与演变的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2332.
[4]	史海涵,吴香萍,彭辛哲,余国静,董朝阳,纪瑶瑶,杨思文,陈俊林,王锦,冉雪芹,杨磊,解令海,黄维. 一种基于风车格结构的有效降低内重组能的咔唑类格子化分子[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1670.
[5]	孙国栋, 王雪, 江国亮, 徐之勇, 刘洪梅. 二维金属-六亚氨基苯框架材料的气体吸附效应[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(5): 995.
[6]	周和根, 金华, 郭辉瑞, 林晶, 章永凡. 黄铜矿型铜基硫属半导体材料的电子结构和光学性质[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(3): 518.
[7]	张兆燕,陈宏善. Al₆ONa₂组装Zintl相晶体的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(11): 2354.
[8]	田琳飞, 张春华, 曲宁, 毕艳婷, 张红星, 潘清江. 双层三明治四聚吡咯铀配合物的结构设计和稳定性理论计算[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(4): 749.
[9]	李坦, 张小超, 王凯, 李瑞, 樊彩梅. α,β,γ,δ,ε,η-Bi₂O₃电子结构和光学性质的第一性原理研究[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(5): 920.
[10]	仓玉萍, 陈东, 杨帆, 杨慧明. 氮化锗多形体的四方、单斜和正交畸变的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(4): 674.
[11]	王艳, 张小超, 赵丽军, 赵晓霞, 史宝萍, 樊彩梅. 采用第一性原理研究非金属掺杂BiOCl的电子结构和光吸收性质[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(12): 2624.
[12]	周冰, 刘传林, 杨继萍, 陈功, 黄鹏程. 结构对称齐聚(3-甲基噻吩)的电子结构和分子堆积[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(12): 2593.
[13]	孟素慈, 殷秀莲, 马晶, 谢吉民. 有机π共轭配体溶剂化效应与分子间相互作用的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2012, 33(11): 2492.
[14]	仇毅翔, 王曙光. 膦配体对金团簇[Au@Au₈(PR₃)₈]³⁺(R=Me,OMe,H,F,Cl,CN)稳定化作用的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2012, 33(11): 2549.
[15]	洪波, 金东日, 李蕴, 马亚娟, 卢敏, 李霞, 张好好, 孙钰. Ge@C₈₂结构及性质的理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2012, 33(06): 1259.