多壁碳纳米管外壁高温蒸发的分子动力学模拟

王伟; 张凯旺; 孟利军; 李中秋; 左学云; 钟建新

doi:10.7498/aps.59.2672

摘要

采用经典分子动力学（MD）方法，使用EDIP（environment-dependent interatomic potential)势描述C纳米管内C原子之间相互作用，对多壁C纳米管由于Stone-Wales缺陷引起外层管高温剥落蒸发现象进行了计算模拟.研究结果表明，高温下多壁C纳米管外层管Stone-Wales缺陷处C原子剧烈振动导致C—C键断裂形成悬键，并逐渐向四周扩散导致外层管剥落蒸发.利用Lindemann指数作为判据，得出多壁C纳米管外层管出现剥落蒸发的温度为2290 K左右，与Huang Jianyu等实验中观测到多壁C纳米管外层管剥落蒸发现象产生的温度2000 ℃基本一致.

关键词:

Abstract

We have used molecular dynamics (MD) simulation to investigate the evaporation of the surface wall of multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) at high temperature，using the environment dependent interatomic potential (EDIP) to describe the C—C interaction in carbon nanotube. The simulation results show that the Stone-Wales defect in the surface wall of a multi-wall carbon nanotube vibrates violently，which causes C—C bond breaking and evaporation of atoms along the circumferential directions of the nanotube. The formation of Stone-Wales defect is attributed to the atomic thermal motion or tensile strain. Using the Lindemann index as a criterion，we found that the surface wall of MWCNT evaporates around 2290 K. Our simulation results agree very well with the observation of the surface wall evaporation of the MWCNT at 2000 ℃.

Keywords:

作者及机构信息

1.
湘潭大学材料与光电物理学院，量子工程与微纳能源技术研究所，湘潭 411105

基金项目: 国家自然科学基金(批准号： 10774127，10974166)、教育部科技创新工程重大项目培育资金（批准号：708068）和湖南省教育厅重点项目（批准号：09A094）资助的课题.

Authors and contacts

1.
湘潭大学材料与光电物理学院，量子工程与微纳能源技术研究所，湘潭 411105

参考文献

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