碳化硅（SiC）是一种对生物体无害的宽带隙半导体，在高温、高频、高压环境下的电子器件和生物传感器方面有着广泛应用。[7] 实验上通过Si与多壁碳纳米管反应已成功制备出SiC纳米管。[8] 虽然所得到的SiC纳米管是多壁的，但大部分情况下相邻两壁的间距达到了4.5Å，远大于通常看到的多壁碳纳米管的壁间距3.4Å，表明多壁SiC纳米管的壁间耦合很微弱，每一层SiC纳米管可以近似看作单壁管。由于具有良好的热稳定性、较高的化学活性以及独立于手性的半导体特征，最近已有理论研究指出，SiC纳米管可以作为很多气体的传感器。就CO气体分子的探测而言，SiC纳米管表面的Si原子可以作为CO气体分子的吸附位，使得纳米管和CO分子之间发生明显电荷转移。[9] 然而，还有一些问题有待进一步考察和确定。比如，SiC纳米管具有不依赖于手性结构的半导体特性，CO分子的吸附如何影响纳米管的输运特性？实际条件下总是存在较多CO分子的聚集，CO吸附量的变化对纳米管的输运性质有何影响？在气体传感器的实际应用中，局部形变对传感器的探测灵敏度有何影响？源.自|优尔,:论`文'网www.youerw.com

本文中，我们采用基于第一性原理的量子输运计算，考察了CO吸附下SiC纳米管的输运性质和伏安特性（I-V特性），系统研究了CO浓度和SiC纳米管局部扭转形变对传感特性的影响。

2 理论方法

我们以单壁(7,0)zigzag型SiC纳米管为代表进行考察。类似的结构已多次被用于对SiC纳米管各种特性的研究中。理论上已证明，SiC纳米管的稳定结构是由Si原子和C原子交替排列构成。除了半径极小的纳米管外，所有SiC纳米管都是半导体，它们的带隙随着管径的增加而增大。相比较于armchair型SiC纳米管的间接带隙而言，zigzag型SiC纳米管具有直接带隙，更适合于实际应用。类似的结构已多次被用于对SiC纳米管各种特性的研究中。