碳纳米管与石墨烯中的热膨胀：非平衡格林函数方法
材料科学
2009-12-01 v2
摘要
应用非平衡格林函数方法研究了单壁碳纳米管（SWCNT）和石墨烯的热膨胀系数（CTE）。研究发现，由于量子零点运动与非线性相互作用之间的耦合，原子在 T=0 K 时偏离平衡位置约 1%。研究并分析了不同尺寸 SWCNT 的 CTE，将其归结为各种振动模式之间的竞争。作为这种竞争的结果，轴向 CTE 在整个温度范围内均为正值，而径向 CTE 在低温下为负值。在石墨烯中，CTE 对基底非常敏感。无基底时，CTE 在低温下有大范围的负值区域，在高温极限下数值很小；T=300 K 时的 CTE 值为 K，与最近的实验结果 K (Nat. Nanotechnol. \textbf{10}, 1038 (2009)) 非常接近。极弱的基底相互作用（约为面内相互作用的 0.06%）即可大幅减小负 CTE 区域并显著提高 CTE 值。若基底相互作用足够强，CTE 将在整个温度范围内为正值，且高温下的饱和值可达 K。
引用
@article{arxiv.0909.1917,
title = {Thermal expansion in carbon nanotubes and graphene: nonequilibrium Green's function approach},
author = {Jin-Wu Jiang and Jian-Sheng Wang and Baowen Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.1917},
year = {2009}
}
备注
final version, to appear in PRB