氧化锌纳米结构具有合适的禁带宽度,较高的激子束缚能,优良的光,电和压电性质等优点,在纳电子,光电子和纳机电系统中具有潜在和广阔的应用前景。我们采用第一原理计算与分子动力学模拟相结合,系统地研究了氧化锌纳米线,管,薄膜等结构稳定性,电子性质和力学特性,并进一步研究了电子束辐照下氧化锌纳米线的结构不稳定性和结构变化。结果表明,氧化锌纳米线在受压下会由铅锌矿结构转变为类石墨状结构,电子结构也由直接带隙转变为间接带隙。氧化锌单壁纳米管的结构具有类似碳纳米管的结构,在受压或受拉情况下,均会转变成类似NaCl的四配位结构;它的杨氏模量随着管径的增大而增大,表现出与厚纳米管截然不同的变化趋势。氧化锌纳米薄膜在厚度较薄时倾向于类似石墨状的层状结构,具有强烈的二维量子效应;单层薄膜在单面吸附和双面吸附氢后可分别表现出金属性,磁性半导体,非磁性半导体。电子束辐照引起的局域熔化程度取决于辐照的强度,这种熔化是由表面开始,向内部扩展的;氧化锌纳米线的熔点明显低于体材料的熔点,表现出与金属纳米线类似的熔化特征。
英文主题词nanowire,structural stability,electronic structure, mechanical property,atomistic simulation