| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| TABLE OF CONTENTS | 第13-16页 |
| 图目录 | 第16-19页 |
| 表目录 | 第19-20页 |
| 主要符号表 | 第20-21页 |
| 1 绪论 | 第21-47页 |
| 1.1 碳纳米环 | 第23-26页 |
| 1.1.1 碳纳米环的实验制备 | 第23-24页 |
| 1.1.2 碳纳米环的物理性质 | 第24-26页 |
| 1.1.3 碳纳米环的应用 | 第26页 |
| 1.2 碳纳米线圈 | 第26-31页 |
| 1.2.1 碳纳米线圈的实验制备和形成机理 | 第26-28页 |
| 1.2.2 碳纳米线圈的结构模型和热力学稳定性 | 第28-29页 |
| 1.2.3 碳纳米线圈的性质 | 第29-31页 |
| 1.2.4 碳纳米线圈的应用 | 第31页 |
| 1.3 之字形碳纳米管 | 第31-34页 |
| 1.3.1 之字形碳纳米管的实验制备和表征 | 第31-33页 |
| 1.3.2 之字形碳纳米管的性质和应用 | 第33-34页 |
| 1.4 氧化石墨烯 | 第34-45页 |
| 1.4.1 氧化石墨烯的实验制备和氧化机理 | 第34-37页 |
| 1.4.2 氧化石墨烯的结构表征 | 第37-42页 |
| 1.4.3 氧化石墨烯的性质和应用 | 第42-45页 |
| 1.5 本论文的研究思路和内容 | 第45-47页 |
| 2 理论基础 | 第47-58页 |
| 2.1 密度泛函理论 | 第47-50页 |
| 2.1.1 Born-Oppenheimer近似 | 第47-48页 |
| 2.1.2 Hohnberg-Kohn定理 | 第48页 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 | 第48-49页 |
| 2.1.4 交换关联泛函 | 第49-50页 |
| 2.1.5 赝势 | 第50页 |
| 2.2 紧束缚近似 | 第50-53页 |
| 2.2.1 旺尼尔(Wannier)函数 | 第50-51页 |
| 2.2.2 紧束缚近似模型 | 第51-52页 |
| 2.2.3 扩展Huckel紧束缚总能模型(EHTB) | 第52-53页 |
| 2.3 介观输运 | 第53-56页 |
| 2.3.1 朗道公式(Landauer formula) | 第53-55页 |
| 2.3.2 格林函数法(Green's function) | 第55-56页 |
| 2.3.3 EHTB与格林函数法的结合 | 第56页 |
| 2.4 本论文中使用的软件包简介 | 第56-58页 |
| 3 碳纳米环的结构和硼氮掺杂效应 | 第58-68页 |
| 3.1 引言 | 第58-59页 |
| 3.2 结构模型和计算方法 | 第59-61页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第61-67页 |
| 3.3.1 碳纳米环的热力学稳定性 | 第61-63页 |
| 3.3.2 碳纳米环的硼氮掺杂 | 第63-65页 |
| 3.3.3 硼氮掺杂引起的碳纳米环半导体-金属转变 | 第65-67页 |
| 3.4 小结 | 第67-68页 |
| 4 碳纳米线圈的结构、力学和电导性质 | 第68-81页 |
| 4.1 引言 | 第68-69页 |
| 4.2 结构和计算方法 | 第69-70页 |
| 4.2.1 结构模型 | 第69页 |
| 4.2.2 计算方法 | 第69-70页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第70-80页 |
| 4.3.1 杨氏模量和弹性常数 | 第70-72页 |
| 4.3.2 碳纳米线圈的超弹性 | 第72-75页 |
| 4.3.3 碳纳米线圈的电导 | 第75-80页 |
| 4.4 小结 | 第80-81页 |
| 5 之字形碳纳米管的力电性质 | 第81-94页 |
| 5.1 引言 | 第81-82页 |
| 5.2 结构模型和计算方法 | 第82-83页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第83-93页 |
| 5.3.1 平衡晶格参数和形成能 | 第83-84页 |
| 5.3.2 杨氏模量 | 第84-85页 |
| 5.3.3 应力-应变曲线和理想强度 | 第85-89页 |
| 5.3.4 断裂行为 | 第89-90页 |
| 5.3.5 力电特性 | 第90-93页 |
| 5.4 小结 | 第93-94页 |
| 6 氧化石墨烯的结构和力学性质 | 第94-112页 |
| 6.1 引言 | 第94-95页 |
| 6.2 结构模型和计算方法 | 第95-98页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第98-111页 |
| 6.3.1 氧化石墨烯的结构特征 | 第98-100页 |
| 6.3.2 氧化石墨烯的热力学稳定性 | 第100-101页 |
| 6.3.3 氧化石墨烯的电子结构 | 第101-103页 |
| 6.3.4 氧化石墨烯的力学性质 | 第103-107页 |
| 6.3.5 氧化石墨烯的力电特性 | 第107-111页 |
| 6.4 小结 | 第111-112页 |
| 7 结论与展望 | 第112-116页 |
| 7.1 结论 | 第112-114页 |
| 7.2 创新点摘要 | 第114页 |
| 7.3 展望 | 第114-116页 |
| 参考文献 | 第116-135页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第135-138页 |
| 致谢 | 第138-139页 |
| 作者简介 | 第139-140页 |
