催化剂颗粒尺寸对碳纳米管生长影响的分子动力学研究
材料科学
2009-11-11 v1 其他凝聚态物理
摘要
基于经验势能面的分子动力学方法被用于研究催化剂颗粒尺寸对单壁碳纳米管（SWNTs）生长机制和结构的影响。纳米管成核的温度（800-1100 K）发生在团簇表面，与催化剂化学气相沉积实验中使用的温度相似，其生长机制在气-液-固模型框架内描述，对于本研究中的所有团簇尺寸（模拟了包含10到200个原子的铁团簇）都是相同的。含有至少20个铁原子的大催化剂颗粒能成核SWNTs，并且其管状结构远优于从较小团簇成核的SWNTs。此外，从较大团簇生长的SWNTs的直径与团簇直径相近，而直径小于0.5 nm的较小团簇成核的纳米管直径约为0.6-0.7 nm。这与实验观察结果一致，即SWNT直径与催化剂颗粒直径相近，且最窄的独立SWNT直径为0.6-0.7 nm。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0607800,
title = {Molecular Dynamics Study of the Catalyst Particle Size Dependence on Carbon Nanotube Growth},
author = {Feng Ding and Arne Rosen and Kim Bolton},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0607800},
year = {2009}
}