碳纳米管和石墨烯具有独特的力学、电学等性质,基于两者的复合体系也在实验中展现出了一些特性,因此碳纳米管与石墨烯相互作用的研究非常有必要。本文首次开展了基于第一性原理的单壁碳纳米管(SWNTs)与石墨烯相互作用的理论研究。随着SWNTs直径的增加,SWNTs和单、双层石墨烯的形变都会随着SWNTs直径的增加而增加,这意味着SWNTs与石墨烯的相互作用随着SWNTs直径的增加而增强。在双层石墨烯中,底层的石墨烯会削弱SWNTs与上层石墨烯之间的相互作用。扶手椅型单壁碳纳米管与双层石墨烯相互作用更强,而锯齿型单壁碳纳米管与单层石墨烯相互作用更强。这种差别主要与SWNTs、石墨烯本身的力学性能有关[1]。通过研究SWNTs的能带结构,SWNTs的Eii在石墨烯的π-π相互作用下会发生红移,并且大直径的SWNTs的红移更明显。这也与文献实验结论一致[2]。