纳米翻转陀螺的动力学
经典物理
2009-02-10 v1 材料科学
摘要
我们研究了一种由C60富勒烯构成的纳米翻转陀螺的运动，假设该陀螺在石墨烯片或单壁碳纳米管内壁上旋转。我们未对陀螺的具体几何构型做出假设，但举例来说，纳米翻转陀螺可能通过将一个C60富勒烯与一段半径较小的碳纳米管连接而成。我们假设其在石墨烯片或碳纳米管表面旋转仅作为定位和隔离该器件的手段，石墨烯或碳纳米管表面的唯一作用是通过接触点产生的摩擦效应。我们采用了源自经典翻转陀螺的相同基本物理思想，并发现总阻滞力（包括C60富勒烯与石墨烯片或单壁碳纳米管内表面接触点处的摩擦力和磁力）会诱导C60分子从直立位置旋转并进动到平躺位置。与经典翻转陀螺不同，纳米尺度的翻转陀螺不会发生翻转，因为纳米尺度下重力效应不足。在进动之后，当分子陀螺绕其平躺轴旋转时，如果在接触点施加相反的阻滞磁力，则分子将返回到其直立位置。纳米翻转陀螺在进动和回缩过程中的直立与平躺构型展示了其作为纳米计算中存储设备的潜在用途。
引用
@article{arxiv.0902.1389,
title = {Dynamics of nano tippe top},
author = {Yue Chan and Ngamta Thamwattana and James M. Hill},
journal= {arXiv preprint arXiv:0902.1389},
year = {2009}
}