弯曲石墨烯纳米带：碳纳米带的结构与动力学
介观与纳米尺度物理
2015-05-18 v1 计算物理
摘要
碳纳米带(CNR)是具有大长宽比的石墨烯(平面)结构。碳纳米带(CNB)是卷曲成螺旋状结构的小型石墨烯纳米带，即具有大长宽比的碳纳米卷(CNS)。在本工作中，我们研究了由CNR卷曲形成的CNB的能量学和动力学方面。我们使用反应经验键序势进行了分子动力学模拟。我们的结果表明，与CNS类似，CNB的形成由两个主要能量贡献主导：初始平面构型弯曲导致的弹性能增加(降低结构稳定性)以及卷曲层重叠表面范德华相互作用带来的能量增益(提高结构稳定性)。超过临界直径值时，这些卷曲结构在能量上甚至可能比其等效平面构型更稳定。与需要能量辅助过程(超声、化学反应等)才能形成的CNS不同，CNB可以通过低温驱动过程自发形成。长CNB(长度约30.0 nm)倾向于表现出自折叠的球拍状构型，其形成动力学与长碳纳米管中观察到的非常相似。较短的CNB更可能形成完美的卷曲结构。还讨论了从石墨烯膜制备CNB的可能合成路线。
引用
@article{arxiv.1002.1286,
title = {Curved Graphene Nanoribbons: Structure and Dynamics of Carbon Nanobelts},
author = {B. V. C. Martins and D. S. Galvão},
journal= {arXiv preprint arXiv:1002.1286},
year = {2015}
}