单层黑磷自由纳米管的热稳定性
计算物理
2015-12-24 v1 材料科学
摘要
类似于由石墨烯片制成的碳纳米管，黑磷纳米管（BPNT）理论上也可通过卷曲矩形单层黑磷（SLBP）制得。本研究采用分子动力学模拟考察了原子热振动对BPNT失效的影响。模拟涉及两种双壳BPNT，它们分别通过沿矩形的扶手椅/褶皱方向（armchair/pucker direction）和锯齿方向（zigzag direction，面内法向）卷曲SLBP获得。在有限温度下，由于管的曲率以及原子的剧烈热振动，管外壳上的键处于张力状态。当具有此种伸长的键长接近其临界值（即0.279 nm），或由于键角巨大变化导致两个非成键磷原子间最小距离超过0.389 nm时，管迅速失效。计算并比较了有限温度下扶手椅或锯齿BPNT的临界稳定状态。为获得具有高鲁棒性的稳定BPNT，应减小管的曲率或使管在更低温度下工作。仅当BPNT具有结构稳定性时，其才在未来纳米机电系统（NEMS）中作为纳米线具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.1512.07343,
title = {Thermal stability of a free nanotube from single-layer black phosphorus},
author = {Kun Cai and Jing Wan and Ning Wei and Haifang Cai and Qing-Hua Qin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.07343},
year = {2015}
}