基于Irida-石墨烯与Sun-石墨烯纳米管的弹性：全原子反应经典分子动力学模拟研究
计算物理
2023-10-04 v1 材料科学
摘要
在本工作中，我们对近期研究的新型 exotic 碳同素异形体 Irida-石墨烯和 Sun-石墨烯的弹性性质进行了理论研究。Irida-石墨烯是一种由含3-6-8个碳原子的稠合环组成的新型二维全sp2碳同素异形体。而 Sun-石墨烯是一种类似于石墨烯的新型碳同素异形体，具有半金属纳米结构，并在其能带结构中呈现两个狄拉克锥。尽管已在单层（二维）层面得到理论研究，但基于 Irida-石墨烯的纳米管（Irida-CNTs）和基于 Sun-石墨烯的纳米管（Sun-CNTs）的弹性性质尚未被研究。因此，我们致力于研究这些新型 exotic 碳同素异形体在准一维几何（1D）下纳米管的弹性性质，包括不同手性、直径和长度在室温下的纳米管。为开展 Irida-CNTs 和 Sun-CNTs 弹性的理论研究，我们开发了全反应（ReaxFF）原子经典分子动力学模拟方法。我们在计算模拟中获得的理論结果显示，Irida-CNTs 纳米管表现为柔性纳米结构，且其应变率值略高于 Sun-CNTs。Irida-CNTs 的杨氏模量值范围略大（640.34 GPa - 825.00 GPa），而 Sun-CNTs 的杨氏模量范围为 200.44 GPa - 472.84 GPa，低于传统碳纳米管（CNT）所呈现的值。这些发现为理解 Irida-CNTs 和 Sun-CNTs 的力学行为及其在纳米器件中的潜在应用提供了见解。
引用
@article{arxiv.2310.02165,
title = {Elasticity of Irida-graphene-based and Sun-graphene-based nanotubes: A study by fully atomistic reactive classical molecular dynamics simulations},
author = {Reza Kalami and Ramon S. Ferreira and Seyed Ahmad Ketabi and José M. De Sousa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.02165},
year = {2023}
}