含缺陷碳纳米管和石墨烯的电磁学性质及其与分子间相互作用

本书是在作者数年来对含缺陷碳纳米管和石墨烯的研究基础上撰写而成的，系统介绍了几种典型的缺陷对碳纳米管和石墨烯电磁学性质的影响，并基于缺陷基底探究了其与不同分子间的相互作用。全书共分为9章：第1～2章介绍了碳纳米管和石墨烯的研究背景及理论方法；第3～5章介绍了含缺陷碳纳米管的电磁学性质及其与O2和H2CO分子的相互作用；第6～9章介绍了含缺陷石墨烯的电磁学性质及其与H2CO和H2分子的相互作用。 本书可供碳纳米材料领域的科技工作者参考，也可以作为高等院校相关专业的本科生和研究生的参考书。

周清晓，博士毕业于四川大学原子与分子物理专业。2015年9月至今，在河南科技大学物理工程学院讲授大学物理等课程。

目 录
第1章 绪论\t1
1．1 碳纳米管\t1
1．1．1 碳纳米管的基本简介\t1
1．1．2 碳纳米管的制备方法\t2
1．2 石墨烯\t2
1．2．1 石墨烯基本简介\t2
1．2．2 石墨烯的制备方法\t4
1．3 含缺陷碳纳米管和石墨烯\t4
1．4 含缺陷碳纳米管和石墨烯的研究现状\t5
参考文献\t7
第2章 理论方法\t11
2．1 密度泛函理论\t11
2．1．1 Born-Oppenheimer绝热近似\t11
2．1．2 Hohenberg-Kohn定理\t12
2．1．3 Kohn-Sham方程\t14
2．1．4 交换关联能泛函\t15
2．2 赝势理论\t16
2．2．1 赝势的导出\t16
2．2．2 模型赝势\t18
2．2．3 模守恒赝势\t18
2．2．4 超软赝势\t20
2．3 原子轨道线性组合\t21
2．4 能带结构和态密度\t22
2．4．1 能带结构\t22
2．4．2 态密度\t23
2．5 表面吸附\t24
2．5．1 表面吸附的分类\t25
2．5．2 吸附能（结合能）\t25
参考文献\t26
第3章 含缺陷碳纳米管的电磁学性质\t29
3．1 前言\t29
3．2 计算方法与模型\t30
3．3 结果与讨论\t30
3．3．1 空位缺陷\t30
3．3．2 Stone-Wales缺陷\t34
3．3．3 5-8元环缺陷\t37
3．4 本章总结\t42
参考文献\t42
第4章 Cr掺杂的空位和Stone-Wales缺陷碳纳米管与O2分子的相互作用\t45
4．1 前言\t45
4．2 计算方法与模型\t46
4．3 结果与讨论\t47
4．3．1 含空位和Stone-Wales缺陷碳纳米管与O2分子的相互作用\t48
4．3．2 Cr掺杂的空位和Stone-Wales缺陷碳纳米管与O2分子的相互作用\t50
4．4 本章总结\t53
参考文献\t54
第5章 Al掺杂的含空位缺陷碳纳米管与H2CO分子的相互作用\t57
5．1 前言\t57
5．2 计算方法与模型\t58
5．3 结果与讨论\t58
5．3．1 单空位和双空位缺陷碳纳米管与H2CO分子的相互作用\t58
5．3．2 Al掺杂的单空位和双空位缺陷碳纳米管与H2CO分子的相互作用\t63
5．4 本章总结\t67
参考文献\t68
第6章 过渡金属与含缺陷石墨烯的相互作用\t71
6．1 前言\t71
6．2 计算方法与模型\t72
6．3 结果与讨论\t72
6．3．1 过渡金属原子与Stone-Wales缺陷石墨烯的相互作用\t72
6．3．2 过渡金属原子与空位缺陷石墨烯的相互作用\t77
6．4 本章小结\t82
参考文献\t83
第7章 H掺杂的含缺陷石墨烯的电磁学性质的研究\t85
7．1 前言\t85
7．2 计算方法与模型\t86
7．3 结果与讨论\t86
7．3．1 几何结构\t86
7．3．2 电子结构和磁性性质\t88
7．4 本章总结\t93
参考文献\t93
第8章 H2CO分子与含缺陷石墨烯的相互作用\t97
8．1 前言\t97
8．2 计算方法与模型\t98
8．3 结果与讨论\t98
8．3．1 H2CO分子与Stone-Wales缺陷石墨烯的相互作用\t98
8．3．2 H2CO分子与空位缺陷石墨烯的相互作用\t102
8．4 本章总结\t108
参考文献\t109
第9章 H2分子与含缺陷石墨烯的相互作用\t111
9．1 前言\t111
9．2 计算方法与模型\t112
9．3 结果与讨论\t113
9．3．1 空位缺陷石墨烯与B掺杂的空位缺陷石墨烯\t113
9．3．2 Pd掺杂的SVG、DVG、BSVG和BDVG\t115
9．3．3 H2与Pd掺杂的缺陷石墨烯与含B的缺陷石墨烯的相互作用\t117
9．4 本章总结\t122
参考文献\t122