碳纳米管封装Si纳米团簇融化的结构演变

采用分子动力学方法模拟一种具有特殊结构(表面异构的硅十二面体结构,以下用Si-20表示)的硅纳米团簇填充到单臂扶手型单壁纳米管(SWCNT)组成的复合结构的加热过程,通过可视化,键角分布,二面角分布等分析方法来研究这种结构在SWCNT中的稳定性和结构演变情况.研究发现这种结构在SWCNT中是非常稳定的,并且随着温度的升...     

碳纳米管封装Si20团簇的热稳定性研究

用分子动力学方法模拟一种特殊结构Si20 (表面异构的硅十二面体结构)填充到不同管径的扶手椅型碳纳米管中组成复合结构的热稳定性。通过能量分析和定量统计缺陷多边形数量等方法来研究这种结构在碳纳米管中的稳定性和结构演变情况。研究发现Si20的热稳定性和碳纳米管的直径关系密切;其在CNT(15, 15)中的热稳定性最好,当管径逐渐增加时,其热稳定性呈下降趋势;直至管径增加到CNT(21, 21),碳纳米管对Si20的空间限制作用变得很小,以至于不足以维持Si20的稳定。此外,Si原子因热振动替换碳纳米管中C原子而形成十二边形缺陷,这对碳纳米管的热稳定性有着明显的降低作用。     

碳纳米管包裹的硅纳米线复合结构的热稳定性研究

采用经典分子动力学方法模拟一定直径[111]晶向的硅纳米线填充不同扶手椅型单壁碳纳米管复合结构的加热过程, 通过可视化和能量分析的方法判断复合结构中硅纳米线和碳纳米管的热稳定性. 通过讨论碳纳米管的空间限制作用和分子间相互作用力的关系, 对碳纳米管和硅纳米线的热稳定性变化进行初步解释. 研究发现碳纳米管中硅纳米线的热稳定性和碳纳米管的直径关系密切: 当管径较小时, 硅纳米线的热稳定性有所提高, 当管径增大到一定大小时, 硅纳米线的热稳定性会突然显著地下降, 直到硅纳米线与管壁不存在分子间相互作用力, 硅纳米线的热稳定性才会恢复. 而硅纳米线填充到碳纳米管中对碳纳米管的热稳定性有着明显的降低作用.     

碳纳米管表面硅纳米颗粒的结构与热稳定性

利用分子动力学方法研究了碳纳米管表面硅颗粒的结构和热稳定性.发现随着温度的增加,碳纳米管表面硅颗粒结构发生了由笼状结构到帐篷状结构的变化.碳管表面的硅颗粒在熔点附近或更高的温度下,结构变得无序,并沿着碳纳米管轴向方向伸长.此外,通过对比分析碳纳米管表面硅颗粒与自由条件下硅颗粒Lindemann指数的变化,发现碳纳米管表面的硅纳米颗粒熔点要低于自由条件下硅纳米颗粒的熔点.     

硅纳米颗粒在碳纳米管表面生长的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了硅纳米颗粒在碳纳米管上的生长,并分析了这种复合材料的基本结构.研究表明,由于硅原子和碳纳米管之间的相互作用以及碳纳米管的巨大的表面曲率,硅原子在碳纳米管表面不是形成覆盖碳纳米管的二维薄膜,而是生成具有三维结构的硅纳米颗粒.小纳米颗粒的结构和无基底条件下生成的颗粒结构基本一致.对于大纳米颗粒,不同于无基底条件下形成的球状纳米晶体硅结构,硅纳米颗粒沿管轴方向伸长,其结构为类似于硅晶体的无定形网络结构.关键词：纳米颗粒碳纳米管硅分子动力学模拟     

碳纳米管封装Si纳米团簇融化的结构演变

采用分子动力学方法模拟一种具有特殊结构(表面异构的硅十二面体结构,以下用Si-20表示)的硅纳米团簇填充到单臂扶手型单壁纳米管(SWCNT)组成的复合结构的加热过程,通过可视化,键角分布,二面角分布等分析方法来研究这种结构在SWCNT中的稳定性和结构演变情况.研究发现这种结构在SWCNT中是非常稳定的,并且随着温度的升高,硅纳米团簇的四面体结构开始减少,近邻原子数目有所增加,但不超过8个.该复合结构是由二十个四面体组成的正十二面体,通过模拟分析可知这种结构具有相当高的稳定性,一部分原因是正四面体的单臂纳米管比较稳定,对十二面体结构的硅起了一定的保护作用;另一部分原因是Si-20是正十二面体,本身具有较高稳定度.这一点我们通过可视化软件发现这种团簇是缩成一团而并不是从中间裂开观察得到.     

碳纳米管表面金纳米颗粒的形成与结构转变

利用分子动力学模拟研究了室温下金纳米颗粒在碳纳米管表面的结构和作用能.研究结果表明,金纳米颗粒随着尺寸的增大会发生不同于孤立状态下的结构转变.当原子数小于130时,颗粒属于无序结构;当原子数大于140时,呈现面心立方晶体结构.小金纳米颗粒和碳纳米管结合紧密,相互作用能正比于面对碳纳米管的颗粒表面面积.关键词：金纳米颗粒碳纳米管分子动力学模拟     

碳纳米管表面金纳米颗粒的形成与结构转变

利用分子动力学模拟研究了室温下金纳米颗粒在碳纳米管表面的结构和作用能.研究结果表明，金纳米颗粒随着尺寸的增大会发生不同于孤立状态下的结构转变.当原子数小于130时，颗粒属于无序结构；当原子数大于140时，呈现面心立方晶体结构.小金纳米颗粒和碳纳米管结合紧密，相互作用能正比于面对碳纳米管的颗粒表面面积.     

单壁碳纳米管内流体流动的手性效应

纳米尺度范围内流道分子结构形成的粗糙度将会影响其中的流体流动。本文采用分子动力学方法,以氩为工质,模拟了不同手性的单壁碳纳米管（SWCNT）内流体的流动。结果表明：由于范德瓦耳斯力的作用,流体分子与壁而间有一定的距离。可以看出在壁面附近有两个明显的分层,这是纳米流动中持有的流体密度分层现象。由于不同手性碳纳米管的分子排...     

直立在金膜表面的单壁碳纳米管的研究

用水溶胶体将单壁碳纳米管（ＳＷＣＮＴｓ）组装在晶态金膜表面,用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）研究了表面单壁碳纳米管直立于金膜表面,单根碳管的长度约在１０－１５ｎｍ之间。     

催化剂比例对单壁碳纳米管制备的影响

采用电弧放电法以Y/Ni为催化剂制备了单壁碳纳米管 ,研究了不同催化剂比例对制备产物的影响。获得了不同激发波长下 (476 5～ 1 0 6 4nm)单壁碳纳米管的拉曼光谱 ,采用图表法对径向呼吸模的谱峰进行了认定。结果表明 :样品中碳管的直径分布在 1 2～ 1 6nm之间 ,直径在 1 43nm附近的碳管居多。催化剂的比例只是影响碳管的产额 ,对其直径分布的影响很小     

不同激发波长下单壁碳纳米管与多壁碳纳米管的拉曼光谱比较

对不同激发波长下单壁和多壁碳纳米管的激光拉曼光谱进行了比较。发现单壁碳纳米管D峰强度和G峰强度的比值(ID/IG)几乎不随激发光子能量的改变而变化,多壁碳纳米管ID/IG值随着激发光子能量的增加以斜率0 3/eV减小。并对此现象进行了初步的分析。此外,还发现在1064nm激发波长下,单壁和多壁碳纳米管2500-3500cm-1之间拉曼峰的相对强度随着入射激光功率的增加而增加。     

Ultrasound-assisted synthesis of PbS quantum dots stabilized by 1,2-benzenedimethanethiol and attachment to single-walled carbon nanotubes

Lead sulfide (PbS) quantum dots stabilized by 1,2-benzenedimethanethiol can be synthesized by mixing Pb(NO₃)₂ and Na₂S solutions in ethanol under ultrasound irradiation. The PbS quantum dots (2.7 and 3.6 nm in diameter) are characterized by their absorption and fluorescence spectra in the near infrared region and by other surface analytical techniques. With addition of single-walled carbon nanotubes (SWNT) to the system, this ultrasound-assisted procedure allows attachment of PbS nanoparticles to SWNT surface via π–π stacking, thus providing a simple one-pot method for preparation of SWNT–PbS nanoparticle composite materials. Using the ultrasound-assisted method for synthesizing silica composites containing PbS nanoparticles by a sol–gel process is also described.     

碳纳米管与有机小分子官能团相互作用的分子动力学研究

利用Material Studio软件先对不同半径的碳纳米管进行结构优化,再对优化后的纳米管进行分子动力学模拟。得到如下结论：经过优化后小半径纳米管结构基本不变,但是随着半径增大纳米管形变越来越明显。同时通过对多根管簇研究后发现也有相似动力学特性。在以上纳米管结构外面加上一定密度随机排列的对苯二甲酸二辛酯（DOTP）有机分子,发现DOTP有机分子与不同结构、不同半径的纳米管之间都存在相互作用,纳米管半径越大相互作用力也越大,同时DOTP分子在纳米管周围排列也逐渐从无序趋于有序。通过计算以上结构的径向分布函数（RDF）等热力学特性,定性和定量地验证了以上结果。     

A molecular dynamics study of structural transition of Ti during the rapid quenching process

The structural transitions of Ti during two different quenching processes (Q1: 7.5×10¹¹ K/s, Q2: 2.0×10¹⁴ K/s) were studied using molecular dynamics simulations. The calculated pair-correlation function agrees acceptably with available experimental data. This work gives the structural properties, including the variations with temperature of pair-correlation function, bond-angle distribution function, bond pairs and Voronoi indices, in both rapid quenching processes. Our results indicated that the liquid Ti transformed to hcp phase at the temperature about of 400 K under the quenching condition Q1 while the liquid Ti was frozen into a glass state at the temperature about of 800 K under the quenching condition Q2.