碳纳米管优异的电学性质使得其自发现以来便成为研究的热点。碳管的性质显著地受到其直径、螺旋性以及缺陷的影响。但是，调控这些参数依然是一个挑战。氮原子的引入可以达到调控其电学性质的目的。其中氮以石墨型、吡啶型和氮气分子型三种形式存在。因此，理解碳纳米管的直径以及螺旋性对氮掺杂形式的影响在很多领域都有着实际的应用价值。

 

最近，韩国学者通过理论计算解释了碳管的直径和螺旋性对氮原子存在形式的影响。计算发现对于（n，n）型碳管而言，随着碳管直径的增加，吡啶型掺杂的氮原子的取代能逐渐增加而稳定性下降。直径增加对石墨型的影响不显著。在三种形式中氮气型的取代能最高。通过对（n，0）型的碳管进行研究后发现，随着螺旋角度的增加，石墨型氮掺杂的取代能增加而吡啶型的减小。在这种情况下，吡啶型掺杂的稳定性好于石墨型的。

 

碳管直径以及螺旋性对氮掺杂的影响给氮掺杂调控提供了理论基础。从而有助于其进一步的实验研究。

 

原文链接：http://www3.interscience.wiley.com/journal/117936415/abstract

 

（张乐生/编译）