相互作用势对模拟计算单壁碳纳米管物理吸附储氢的影响

采用巨正则Monte Carlo方法模拟氢分子在单壁碳纳米管中的储存与分布,重点研究了Lennard-Jones势、Crowell-Brown势和Silvera- Goldman势对模拟计算单壁碳纳米管物理吸附储氢的影响.计算结果显示,碳纳米管与氢分子间的相互作用宜采用Lennard-Jones势描述;氢分子与氢分子间相互作用的描述则与碳纳米管的管径有关,管径较小时选Lennard-Jones势较佳,管径偏大时取七参数Silvera-Goldman 势更为合理,而三参数Silvera-Goldman势则不宜采用;并给出了相应的理论解释.     

多壁碳纳米管储氢的物理吸附特性

采用巨正则蒙特卡罗方法 ,模拟常温、1 0MPa下氢在扶手椅型多壁壁碳纳米管中的物理吸附过程 .氢分子之间、氢分子与碳原子之间的相互作用采用Lennard Jones势能模型 .研究了双壁碳纳米管外 (内 )径固定而内 (外 )径改变时的物理吸附储氢情况 ,发现氢分子主要储存在双壁碳纳米管的管壁附近 ,当双壁碳纳米管的内外管壁间距由 0 .34nm增大到 0 .6 1或 0 .88nm时可有效增加物理吸附储氢量 ,并给出了相应的理论解释 .在此基础上 ,计算了管壁间距为 0 .34、0 .6 1和 0 .88nm时的三壁碳纳米管的物理吸附储氢量 ,并与相同条件下单壁和双壁碳纳米管的物理吸附储氢量作了比较 ,发现多壁碳纳米管的物理吸附储氢量随碳管层数的增加而减小 .     

Density-Density Propagator of the Luttinger Model of Spin-Half Fermions after an Interaction Quench

Motivated by recent research achievement of quantum interacting systems in non-equilibrium, we consider a Luttinger model with a suddenly switched-on interaction proposed by Cazalilla [M.A. Cazalilla, Phys. Rev. Lett. 97 (2006) 156403]. In order to compare with real systems, we extend Cazalilla's scenario to the spinful system. To find the influence of initial states on the time evolution of some non-equilibrium systems, we mainly focus on the density-density propagator. By comparison and analysis, we discover the different behavior of this non-equilibrium system. Further, it is found that the propagator saves strong memory of initial state, and the effects of right-left interaction cancel out in total density-density propagator.     

碱金属掺杂碳纳米管储氢量差异的理论分析

采用巨正则蒙特卡罗方法模拟锂掺杂单壁碳纳米管阵列（SWCNTA－Single Walled Carbon Nanotube Array）和钾掺杂SWCNTA的物理吸附储氢。重点研究了碱金属原子的种类和掺杂位置对SWCNTA储氢的影响。通过分析碱金属掺杂SWCNTA与氢分子间相互作用的差异及其变化的原因,给出了碱金属掺杂SWCNTA储氢量差异的理论解释,并对今后的研究工作提出了新的建议。     

结构与尺寸对碳纳米管物理吸附储氢的影响

采用巨正则蒙特卡罗方法,在298K和10MPa下,系统地研究了碳纳米管及其阵列的物理吸附储氢量与单壁管的管径、多壁管的层间距和管层数、单壁管阵列的管间距和排列方式的关系.发现单壁管的管径等于6nm时,管内的储氢密度达到最大;多壁管的层间距由0 34nm增大至0 61或0 88nm时,物理吸附储氢量明显增大;单壁管阵列的管间距等于1 7nm时,其管外间隙处的储氢密度达到最大,且方阵阵列优于三角阵列;当单壁管阵列的管间距大于0 6nm时,其管外的储氢密度均大于管内的储氢密度.指出合理地选择单壁管的管径、多壁管的层间距、单壁管阵列的管间距和排列方式,可以有效地提高碳纳米管及其阵列的物理吸附储氢量,并给出了相应的理论解释.     

锂掺杂单壁氮化硼纳米管阵列储氢的理论研究

采用巨正则蒙特卡罗方法,研究锂掺杂对单壁氮化硼纳米管阵列(SWBNNTA-Single Walled Boron Nitride Nanotube Array)物理吸附储氢的影响.揭示锂掺杂是提高SWBNNTA储氢能力的有效手段,并给出最佳掺杂方案.计算结果表明,选择最佳的掺杂方案,并合理控制SWBNNTA的结构与尺寸,可使锂掺杂SWBNNTA在常温、中等压强下的物理吸附储氢量达到和超过美国能源部提出的2015年研究目标.