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附录E设计实践专题ComputationalMaterialsScience：FromBasicPrincipletoPracticalDesignMethodology-249-附录E设计实践专题Google学术搜索：中国知识资源总库：科学网论文频道：：推荐检索阅读Nature/Science/Nanolett/Small/PhysRev/ApplPhysLett等期刊最新论文项目名称碳基纳米结构量子输运特性及其在纳米器件中的应用研究关键词碳纳米，量子输运，纳米器件属性应用难度**组2组项目描述碳基纳米结构因其单原子层而具有一系列奇特性质，并与几何结构、掺杂等密切相关，在纳米电子器件中有巨大应用潜力。结合密度泛函理论和非平衡格林函数研究碳纳米管、石墨烯、足球烯等量子输运特性，包括作为导线、器件、电极等。建议Windows平台ATK软件包。相关推荐[1]NetoAHC,etal.RevModPhys2009,81:109.[2]FreitagM,etal.Naturenano2008,3:455.[3]AvourisP,etal.Naturenano2007,2:605.[4]NicholasRJ,etal.PhilTransRSocA2008,366:189.[5]DuboisSM-M,etal.EurPhysJB2009,72:1.[6]SchullG,etal.PhysRevLett2009,103:206803.[7]AnantramMP,LeonardF.RepProgPhys2006,69:507.[8]WangB,WangJ.PhysRevB2010,81:045425.项目名称不同基底对石墨烯纳器件影响的第一性原理研究关键词碳纳米管，储氢，过渡金属掺杂属性应用难度***组3组项目描述石墨烯的单原子层结构使其具有独特的量子输运特性，电子结构易于调控，与几何结构、掺杂等密切相关，并且石墨烯基纳电子器件的显著优势是整个电路的各种部件，可能在同一片石墨烯上获得，可避免一维材料基器件中难以实现的集成问题，使得其在纳米电子器件中有巨大应用潜力。然而实际应用中石墨烯纳米带等制成的纳米器件不能悬空单独稳定存在，必须吸附于一定的基底之上。当前研究主要关注单独石墨烯纳米带电子特性和基底对简单石墨烯片层的影响，还没有进一步研究基底对石墨烯基纳米器件的影响。本项目分成多组，结合分子动力学、密度泛函、输运理论等多层次计算方法，系统研究基底对石墨烯基纳米器件的影响。本组研究SiC、SiO2、Si、金属等各种基底对各种类型石墨烯纳器件的影响，建议Linux平台Siesta软件包。相关推荐[1]GeimAK,NovoselovKS.NatureMaterials2007,6:183[2]ZhouSY,etal.NatureMaterials2007,6:770[3]WesterveltRM.Science2008,320:324[4]LiXuesong,etal.Science2009,324:1312[5]EomD,etal.NanoLetters2009,9:2844[6]NacciC,etal.NanoLetters2009,9:2996附录E设计实践专题ComputationalMaterialsScience：FromBasicPrincipletoPracticalDesignMethodology-250-[7]SutterPetal.NanoLetters2010,10.1021/nl901040v[8]EzawaM.PhysicalReviewB2006,73:045432[9]MagaudL,etal.PhysicalReviewB2009,79:161405(R)[10]ShemellaP,NayakSK.ApplPhysLett2009,94:032101项目名称基底修饰对石墨烯纳器件影响的第一性原理研究关键词碳纳米管，储氢，过渡金属掺杂属性应用难度***组2组项目描述接上题所述，基底的不同表面状态对其上的石墨烯影响很大。本组研究基底缺陷、修饰等引起的SiC、SiO2、Si等各种基底的不同表面状态对石墨烯影响，包括对各种类型石墨烯纳器件的影响，建议Linux平台Siesta软件包。相关推荐[11]见上题所述项目名称基底对功能化石墨烯纳器件影响的第一性原理研究关键词碳纳米管，储氢，过渡金属掺杂属性应用难度***组1组项目描述接上题所述，石墨烯需要功能分子吸附来调控其电子特性。本组研究SiC、SiO2、Si、金属等各种基底对各种类型吸附功能分子石墨烯纳器件的影响，建议Linux平台Siesta软件包。相关推荐[12]见上题所述项目名称不同基底对碳纳米管纳器件影响的第一性原理研究关键词碳纳米管，储氢，过渡金属掺杂属性应用难度***组2组项目描述与前题所述类似，碳纳米管由于其电子特性易于调控，也是纳器件的良好候选者。本组研究SiO2、TiO2等各种基底对各种类型碳纳米管电子特性的影响，建议Linux平台Siesta软件包。相关推荐[13]见上题所述项目名称碳纳米管与石墨烯纳米带相互转化机理的研究关键词纳米管展开，密度泛函，NEB属性探索难度***组1组项目描述石墨烯纳米带的可控制备意义非常大，当前还是个难题，一种思路是将特定碳纳米管沿轴线打开制成，实验刚刚实现。本项目研究碳纳米管与石墨烯纳米带相互转化机理，难度较大，建议Linux平台Siesta软件包。相关推荐[1]KosynkinDV,etal.Nature2009,458:872.[2]JiaoL,etal.Nature2009,458:877.[3]EliasAL,etal.NanoLett2009,DOI:10.1021/nl901631z.[4]HeL,etal.small2009,5:2802项目名称纳器件散热特性研究关键词纳米线，导热，分子动力学属性探索难度***组2组项目描述目前集成电路已经进入了纳米时代，金属导线的热稳定性下降，用一般的封装散热方法无法从根本上解决问题。碳纳米管极高的导热性证明其用作集成电路的互连线是可能的。研究C基、Si基纳米管线在不同条件下的热导率，力求使其在与其它物质接触时仍保持较高的热导率；对比分析不同纳米线的热导率；分析将碳纳米线用于集成电路互连线的可行性。本项目难度较大，建议Lammps软件包及自编程处理热导数据。相关推荐[1]RotkinRS,etal.NanoLett2009,9:1850.附录E设计实践专题ComputationalMaterialsScience：FromBasicPrincipletoPracticalDesignMethodology-251-[2]MengCZ,etal.AdvMat2009,21:1.[3]PrasherRS,etal.PhysRevLett2009,102:105901.[4]DeshpandeVV,etal.PhysRevLett2009,102:105501.[5]DonadioD,GalliG.PhysRevLett2007,99:255502.[6]SavinAV,etal.PhysRevB2009,80:195423.项目名称金属掺杂对纳米管储氢影响的第一性原理研究关键词纳米管储氢，金属掺杂，密度泛函属性应用难度**组2组项目描述目前国际上对纳米级储氢材料的研究集中于碳纳米管和硼氮管，过渡金属掺杂会明显改进其储氢性能。近两年来，硼纳米管等成为新的研究热点，其与碳纳米管性质的相似点确保了它可能具有较好的储氢性能。研究金属掺杂的B、C、BN等纳米管储氢性能。建议Linux平台Siesta软件包。相关推荐[1]YoonM,etal.PhysRevLett2008,100:206806.[2]LiH,etal.NanoLett2010,DOI:10.1021/nl902822s[3]LiM,etal.NanoLett2009,9:1944.[4]KimYH,PhysRevB2009,79:115424.[5]NguyenMC,etal.PhysRevB2009,79:233408.项目名称碳纳米管在温室气体探测和吸附方面的研究关键词纳米管，温室气体，密度泛函属性应用难度**组1组项目描述碳纳米管由于其极大的比表面积，被认为是理想的吸附材料，其在储氢方面研究非常多。结合当前节能减排、低碳生活大背景，本项目研究碳纳米管的温室气体吸附特性。建议Linux平台Siesta软件包。相关推荐[1]KongJ,FranklinNR,ZhouC,etal.Science2000,287:622.[2]CuiY,WeiQ,ParkH,etal.Science2001,293:1289.[3]WenX.ProgressinChemistry2008,20:260.项目名称碳纳米管在药物定向输运方面的研究关键词纳米管，有机分子，分子动力学属性探索难度***组2组项目描述近年发展起来的局部靶向定位治疗，为治愈癌症带来了希望。研究表明管状纳米结构是良好的药物载体，有较大的药物存储容量，较强的化学稳定性，以及相对稳定的可控性。1、对碳纳米胶囊内部存储药物后有机大分子的性质变化情况进行模拟，研究药物缓释的物理过程以及该过程中各项性质参数的变化情况。2、通过过渡金属掺杂提高有机分子在其表面的附着力。建议MS/ME/NAMD/Lammps软件包。相关推荐[1]LiuHT,etal.Science2010,327:64.[2]XuZJ,etal.NanoLett2010,DOI:10.1021/nl9041005.[3]YarotskiDA,etal.NanoLett2009,9:12.[4]JohnsonRR,etal.Small2010,6:31.项目名称非碳基纳米结构形成机理的分子动力学/紧束缚(TB)研究关键词非碳基纳米结构，形成机理属性探索难度**组2组项目描述纳米结构的稳定性对实验制备结果影响至关重要。除了通常的利用密度泛函直接研究给定结构能量特征外，分子动力学模拟也是非常有力的手段。尤其是最近有研究给出了低密度无定形碳在高温情况下，会自发生成sp2杂化的片层结构。本项目基附录E设计实践专题ComputationalMaterialsScience：FromBasicPrincipletoPracticalDesignMethodology-252-于经典势函数和紧束缚(TB)的分子动力学模拟B基、Si基的纳米结构生成机理。建议Windows平台MS/ME软件包和Linux平台dftb+程序。相关推荐[1]VitaAD,etal.Nature1996,379:523.[2]LauDWM,etal.PhysRevLett2008,100:176101.[3]PowlesRC,etal.PhysRevB2009,79:075430.[4]LosJH,etal.PhysRevB2009,80:155420.项目名称Si基纳米线稳定性的分子动力学/紧束缚(TB)研究关键词Si基纳米线，稳定性属性应用难度**组2组项目描述最近Si纳米线研究很火，本项目基于经典势函数和紧束缚(TB)的分子动力学模拟Si基纳米线的稳定性。建议Windows平台MS/ME软件包和Linux平台dftb+程序。相关推荐[1]YildirimT,andCiraciS.PhysRevLett,2005,94:175501.[2]DurgunE,JangYRandCiraciS.PhysRevB,2007,76:073413.项目名称金属氧化物纳米团簇稳定性的分子动力学研究关键词纳米团簇，稳定性，分子动力学属性应用难度**组2组项目描述本项目基于经典势函数的分子动