氢吸附开口碳纳米管场发射密度泛函研究

利用第一性原理密度泛函的方法对氢分子吸附开口碳纳米管的场发射性质进行了综合研究,建立了(5,5)开口碳纳米管吸附不同氢分子数量的吸附模型,并对加电场和未加电场下的模型进行了吸附能、最高占有分子轨道最低未占分子轨道(HOMO-LUMO)帯隙及诱导偶极矩的计算和分析。计算结果表明吸附能随着电场的增加而变大,吸附稳定性增强。吸附氢分子的碳纳米管在施加外电场后,HOMO-LUMO帯隙明显减小,费米能级附近的局域态密度随着氢分子的吸附而增加。氢分子对碳纳米管的吸附可以在其尖端表面产生诱导偶极矩,导致电荷由碳纳米管向氢分子大量转移,从而驱使电子由碳纳米管尖端发射到真空中,提高了碳纳米管的场发射性能。