金属性单壁碳纳米管的热稳定性：O(N) 紧束缚分子动力学模拟研究
材料科学
2009-11-13 v1 其他凝聚态物理
摘要
采用 O(N) 紧束缚分子动力学（TBMD）模拟研究 (10,10) 金属性单壁碳纳米管（SWCNT）的热稳定性。轴向施加周期性边界条件（PBC）。使用 Velocity Verlet 算法结合正则系综分子动力学（NVT）模拟管体在目标温度下的行为。考察了缓慢升温与快速升温对管体的物理特性、结构稳定性和能量学的影响并进行比较。模拟从室温开始，温度以 300 K 为步长逐步升高。在每一步升温至更高温度之前，先检验模拟金属性 SWCNT 的稳定性。600 K 时首次观察到结构变形。更高温度处理下变形更为显著，约 2500 K 时达到键断裂温度。缓慢升温（热平衡）与快速升温方法在 300 K–600 K 温度范围内给出的径向热膨胀系数分别为 0.31×10⁻⁵ (1/K) 和 0.089×10⁻⁵ (1/K)。600 K 以上两种方法给出相同的 0.089×10⁻⁵ (1/K)。每个原子的总能量与温度之比为 3×10⁻⁴ eV/K。
引用
@article{arxiv.0705.1625,
title = {Thermal Stability of Metallic Single-Walled Carbon Nanotubes: An O(N) Tight-Binding Molecular Dynamics Simulation Study},
author = {G. Dereli and B. Sungu and C. Ozdogan},
journal= {arXiv preprint arXiv:0705.1625},
year = {2009}
}