从随机初始构型生成非晶碳多壁纳米管
材料科学
2023-03-22 v2 无序系统与神经网络
摘要
本文从初始随机构型出发，使用高斯近似势 [Phys. Rev. B 95, 094203 (2017)] 模拟了多达四壁、尺寸在 200 到 3200 个原子之间的非晶碳纳米管（a-CNT）。利用机器学习随机森林技术预测了成功模拟 a-CNT 所需的重要变量（如密度、高度和直径）。使用密度泛函程序对模型进行了事后验证。a-CNT 模型的宽度范围为 0.55 nm 至 2 nm，平均壁间距为 0.31 nm。讨论了 a-CNT 中的拓扑缺陷，并观察到了新的缺陷构型。讨论了这些相中的电子态密度和局域化，并确定 子空间中的离域电子是层间内聚的重要因素。电子电导率的空间投影有利于沿连接六边形的轴向传输，而网络中的非六边形部分则阻碍或分叉电子传输。计算了振动态密度，这可能是该材料的一个可实验测试的指纹，并讨论了低频径向呼吸模式的出现。使用 Green-Kubo 公式计算了 300 K 下的热导率。
引用
@article{arxiv.2210.05045,
title = {Formation of amorphous carbon multi-walled nanotubes from random initial configurations},
author = {C. Ugwumadu and R. Thapa and Y. Al-Majali and J. Trembly and D. A. Drabold},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.05045},
year = {2023}
}