摘 要摘 要 为了有效准确的研究(BN)25纳米管的结构和性能，对各种(BN)25纳米管构型进行结构优化和频率计算，找到了基态构型。并对基态构型的多种物理、化学性能进行计算研究。内容如下 1.对(BN)25纳米管的构型进行优化，得到其基态结构。确定其多重度为1，对称性为C1。它是由16个六元环，10个五元环构成，其中11和44、10和45、47和49号原子的连键发生断裂现象。 2.结构稳定性对(BN)25纳米管的结构稳定性进行分析，发现，其平均结合能为0.251ev，能隙为3.914ev；表明(BN)25纳米管具有较高的化学稳定性。 3.自然键轨道由于原子受到不同势场的作用，B原子和N原子之间存在电荷转移，原子内部发生了杂化。除此之外，不同原子间也有杂化现象。 4.极化率(BN)25纳米管极化率张量主要分别在XX、YY、ZZ方向。XX方向上的极化率张量分量最大为457.799；YY和ZZ方向上的极化率张量差不多。而在XY和YZ方向上的张量分布很少，几乎为零。 5.振动光谱在红外光谱中，最强的振动峰位于波数为1470.85cm-1处，该振动模式对应的是笼环的伸缩运动。拉曼光谱中，最高的峰位于波数886.30cm-1处，对应为伸缩运动的振动模式，稍比其低一点的峰位于波数786.06cm-1处。其它频率对应的振动明显弱了许多，表明在这些频率下，其振动的拉曼活性低。 6.芳香性(BN)25纳米管在试探原子Bq位于在空间几何构型的的中心(0.000nm)和到平面的垂直距离为0.025nm、0.050nm、0.075nm、0.100nm时均具有芳香性；随着试探原子与参考平面的垂直距离增大，NICS的绝对值也不断增加，表明其芳香性不断增加。关键词 (BN)25纳米管；结构与性能；密度泛函理论
目录
第一章 绪论 2
1.1 团簇 2
1.1.1 团簇的基本概念 2
1.1.2 团簇研究的主要内容 2
1.1.3 团簇研究的意义 2
1.2 (BN)n富勒烯的研究进展 3
1.3 本论文的研究内容和意义 3
1.3.1 本论文的研究内容 3
1.3.2 本论文的研究意义 3
1.3.3 本论文研究
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
的创新点 3
第二章 理论基础和计算方法 4
2.1 量子化学的简介 4
2.2 BornOppenhaimer 近似（玻恩奥本海默绝热近似） 4
2.3密度泛函理论(DFT) 5
2.3.1DFT的简介 5
2.3.2 ThomasFermi模型 5
2.3.3 HohenbergKohn定理 6
2.3.4 KohnSham方程与局域密度近似(LDA)..............................................7
2.4 Gaussian计算软件............................................................................................8
第三章(BN)25纳米管结构与性能的研究 9
3.1 引言 9
3.2 计算方法 9
3.3 计算结果与讨论 10
3.3.1 (BN)25纳米管的基态结构....................................................................11
3.3.2 (BN)25纳米管的结构稳定性 ..11
3.3.3 (BN)25纳米管的自然建轨道(NBO)分析 12
3.3.4 (BN)25纳米管的极化率分析................................................................13
3.3.5 (BN)25纳米管的振动光谱分析............................................................14
3.3.6 (BN)25纳米管的NICS分析.................................................................16
结 论 17
致 谢 19
参 考 文 献 20
第一章 绪论
1.1 团簇
1.1.1 团簇的基本概念
团簇主要分为原子团簇和分子团簇两部分。它是由几个乃至上千个原子、分子或离子在一定的空间尺度（通常是几百埃）上通过物理或化学结合力聚集在一起形成相对稳定的微观或亚微观聚集体。团簇的物理和化学性质会随着其本身所含原子数目的多少和整体物理尺寸的大小的改变而变化[1]。此外，团簇的性质不仅和气态下游离的单个原子或分子不同，而且和凝聚态的固体和液体也不同。因此，人们把团簇介于原子或分子和凝聚态的固体或液体之间，称其为物质的第五态[2]。
1.1.2 团簇研究的主要内容
团簇研究的基本问题是搞清原子、分子是怎样一步一步变化成为团簇的。并且，要清楚的知道团簇的结构及物理和化学性质是随着这种变化怎样发展变化的，当变化为多大尺寸时，演变成宏观固体。
1.1.3 团簇研究的意义
团簇代表了固态物质的初始状态，是各种物质由小物质（原子或分子）向宏观大块物质的转变过程中的特殊物相。因此，团簇的研究有助于我们认识大块凝聚物质的一些性质和团簇同外界环境相互作用的规律等[3,4]。同时，团簇的科学研究属于多学科的交叉范畴，开展团簇研究能推动原子分子物理、凝聚态物理、量子化学、表面科学、材料科学等多个学科的积极发展。
由于团簇作为物质的第五态，其特殊的物理和化学性质，给一些新材料的开发和制备提供了条件，给许多科学的发展产生了巨大的影响。比如，具有纳米尺寸的半导体团簇就具有非线性的光学性质，从而使其能更好的运用在光物理和量子器件的研究中。某些团簇超导临界温度的大幅提高，使原本没有没有超导电性的材料具有了超导电性。而这些具有了特殊性能的材料被大量研究，分析，使之更好地运用在实际的生产生活中，未来的科技、材料发展具有更为广阔美好的前景。
1.2 (BN)n富勒烯的研究进展
1991 年 Iijima[ 5] 发现碳纳米管以来，它就以其特殊的结构、良好的物理、化学性能，成为了国际上新材料和纳米技术的研究热点。随着对碳纳米管研究的不断深入[68]，科学家们大胆地将目光投向非碳纳米材料的研究，期望获得更有价值的发现。由于氮化硼( BN) 纳米管结构和碳纳米管的结构[9]有诸多的相似性, B 和 N 原子都是以 sp2杂化态形成平面的类似于石墨的结构，有着相似的晶格参数和键参数。因此，BN富勒烯和BN纳米管(B0ron flitride nanotubes简称BN NTs)成为非碳纳米材料的研究重点。1994年 Rubio等人[ 10] 用紧束缚分子动力学方法理论预测BN纳米管可以稳定存在。1995 年 Chopra 等人成功制备出了BN纳米管，他们采用的是等离子电弧放电法[ 11]。BN纳米管的电学性质和碳纳米管的有所不同，碳纳米管的禁带宽度会随着纳米管的直径和手性的变化而发生变化。而BN纳米管的禁带宽度是一定的，它并不会随着纳米管直径和手性的变化发生变化。

原文链接：http://www.jxszl.com/rwxy/wuli/78490.html