石墨烯作为性能独特、应用广泛的二维材料,自从发现以来就广受关注,六方氮化硼是与石墨烯结构相似的类石墨烯材料,性能与石墨烯相近。石墨烯结构与六方氮化硼结构有较低的晶格失配比,这为二者的结合提供了可能。碳纳米管与氮化硼纳米管分别是由石墨烯和六方氮化硼卷曲形成的中空管,二者因具有优异的物理化学性能,早己成为科学研究的热点。本文基于密度泛函基础的紧束缚理论与分子动力学相结合方法,详细研究了碳纳米管与氮化硼纳米管的碰撞动力学过程,并利用第一性原理计算方法研究了碰撞后的结构稳定性和电学性能变化。具体的研究结果如下:1.本文充分考虑碳纳米管与氮化硼纳米管的空间结构后,采用了 AA、h-AH、AH、AAH、AB五种同轴碰撞方式。结果表明,当初始原子能量小于0.4eV/atom时,两纳米管碰撞后弹开并朝相反方向运动;当初始原子能量等于0.4 eV/atom时,两纳米管碰撞后形成结构完整的BCN纳米管;当初始原子能量大于0.4 eV/atom时,两纳米管碰撞后形成更大直径的BCN纳米管,同时管体开始出现诸如5-7对缺陷、SW缺陷以及一些不规则形状缺陷,并且随着初始原子能量的增大,缺陷的数目也随之增多;当初始原子能量大于0.7 eV/atom时,两纳米管碰撞后形成BCN纳米带,并随着初始原子能量的增大,碰撞后会形成类石墨烯纳米片以及原子和原子链结构。碰撞结果表明,初始原子能量对碰撞结果的影响较大,碰撞方式对碰撞结果影响较小。另外,通过碰撞观察发现,在初始原子能量较大的情况下,氮化硼纳米管在碰撞中会更容易遭到破坏,这主要是由于氮化硼纳米管的结合能低于碳纳米管造成的。2.研究发现,碰撞中产生的大量缺陷会对材料的结构和性能造成很大影响。在碰撞实验中,除了形成无规则的缺陷,还容易形成SW缺陷、4-8环等较规则的缺陷。在石墨烯与碳纳米管中容易形成五元环与七元环缺陷,在六方氮化硼与氮化硼纳米管容易形成四元环与八元环缺陷,这都是由于材料的性质所决定的。3.本文利用第一性原理计算方法对碰撞后材料电学性能进行探究,研究发现,无论是对于碳纳米管和氮化硼纳米管的管状结构,或是石墨烯与六方氮化硼的片状结构,均可以通过掺杂或者结合的方式来调节材料的电学性能,从而拓宽类石墨烯材料的应用范围。