单壁碳纳米管具有优异的电子学特性,是制备新一代高性能集成电路的重要材料.碳纳米管芯片之路存在诸多挑战,包括直径和手性的控制生长方法、金属性和半导体性单壁碳纳米管的分离方法、器件加工与集成方法等.这些课题从本质上讲大多属于化学问题,因此碳纳米管芯片研究为化学家们提供了新的机遇与挑战.过去10年来,我们围绕单壁碳纳米管的轴向能带工程这一研究思路,开展了一系列碳纳米管芯片的基础探索工作,发展了若干有效的单壁碳纳米管局域能带的调控方法,包括温度阶跃生长法、脉冲供料生长法、基底调控法以及形变调控法等.本文系统地阐述了这些局域能带调控方法,为使读者对该领域的研究进展有一个较为全面的了解,文中对其他课题组开展的代表性工作也给予了综述性介绍.
基于分子动力学方法对双壁碳纳米管轴承的移动摩擦特性进行了理论研究。针对双壁碳纳米管轴承的结构和物理模型,使用经验势函数分析了双壁碳纳米管轴承的管间交互作用势和交互作用力。建立碳纳米管轴承移动动力学模型,采用数值模拟方法,研究不同长度、半径和内外纳米管质心相对位移对纳米管轴承移动阻尼系数的影响,并给出双壁碳纳米管轴承移动阻尼系数与长度、半径和质心相对位移的定量关系。
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