碳纳米管的第一性原理结构、弹性与振动性质

本文基于第一性原理计算，研究了具有不同半径和手性的单壁碳纳米管的结构、弹性和振动性质。我们使用 SIESTA，这是一种赝势-密度泛函理论的实现，允许对每个晶胞包含大量原子的系统进行计算。我们监测了键长、杨氏模量、泊松比以及不同声子支的频率随管半径的变化。我们探讨了基于石墨的预期在小半径处的有效性，在那里出现了一些与曲率效应相关的偏差。对于声子谱，我们将结果与简单的区域折叠近似的预测进行了比较。除了该近似在低频振动区域已知的缺陷外，它提供了相当准确的结果，即使对于相对较小的半径也是如此。