题目：氧化铍纳米管的研究

半导体纳米氧化物自2001年由王中林教授等人成功合成后，由于此化合物在光学、电子学、压电现象以及催化作用，半导体纳米氧化物引起了各位研究者极大地兴趣，特别是由于其在电子器件方面的潜在应用。在过去的几年里，通过各种各样的方法合成了大量的金属、金属氧化物和非金属纳米材料。在此期间，纳米材料的特性通过许多强大的、新的设备被研究出来，主要的设备有扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscopy, STM)、原子力显微镜(Atomic Force Microscopy, AFM)及高分辨电子显微镜(High Resolution Transmission Electron Microscopy, HRTEM)。此外，由于计算机性能的飞速提高以及量子力学理论和计算技术的快速发展，许多纳米材料的结构和特性通过计算机模拟进行广泛的研究。
已插入过渡金属 M9（M=Fe，Co or Ni）纳米线的扶手椅型（8,8）氧化铍纳米管（BeONT） [M9@(8,8)]的电学、磁学特性以及其结构已经通过第一性原理计算。由于内部M9纳米线和外部氧化铍纳米管（BeONT）的强烈吸引，外部的氧化铍纳米管（BeONT）从圆形转变成了近似正方形，而且内部的M9纳米线相对于管轴发生了逆时针旋转。铁原子以及铍原子的电子几乎完全转移到了氧原子附近，说明了在铁原子和氧原子以及铍原子和氧原子之间已经形成了离子键。通过第一性原理的计算，三种杂化系统M9@(8,8)的键能全部为负值，说明了M9纳米线和氧化铍纳米管（BeONT）的是放热的的，从而说明它们的合成是自发进行的。因此稳定的绝缘(8,8) BeONT可以用来保护M9纳米线，以防止M9纳米线被氧化。虽然(8,8) 氧化铍纳米管（BeONT）是非磁性的，并且M9纳米线在嵌入氧化铍纳米管（BeONT）之后，其自身的磁矩会有所减小，但是由于磁矩的数值只降低了原来的10％，所以M9@（8,8）杂化系统仍可运用于自旋传送装置。
之后又运用第一性原理计算了过渡金属 M4（M=Fe，Co or Ni）纳米线的扶手椅型（6,6）氧化铍纳米管（BeONT） [M4@(6,6)]的电学、磁学特性以及其结构。虽然在数值上与M9@(8,8)杂化系统稍有差别，但是得到的结果都基本相同。