单壁碳纳米管杨氏模量的掺杂效应

用分子动力学方法研究了N,O,Si,P,S等5种杂质对扶手椅型(5,5)和锯齿型(9,0)单壁碳纳米管杨氏模量的影响.结果表明：直径为0.678和0.704 nm的扶手椅型(5,5)和锯齿型(9,0)碳纳米管在无掺杂时其杨氏模量分别为948和804 GPa.在掺杂浓度10％以下,碳纳米管的拉伸杨氏模量均随掺杂浓度增加近似呈线性下降规律,下降率以Si掺杂最大,N掺杂最小.对与C同周期的元素掺杂,随原子序数增加碳纳米管的杨氏模量下降率增大;与C不同周期的元素掺杂,碳纳米管的杨氏模量随掺杂浓度增加下降率更大,但关键词：碳纳米管杂质杨氏模量分子动力学方法     

基于第一性原理研究单壁碳纳米管的力学性质

用基于第一性原理的Crysta103软件中的Hartree-Fock近似和密度泛函与Hartree-Fock混合近似两种方法计算一系列碳纳米管的杨氏模量,对两种近似方法的计算结果进行比较.Hatree-Fock近似计算的杨氏模量与实验和其它理论结果符合较好;密度泛函和Hartree-Fock混合近似计算的杨氏模量偏小,...     

单壁纳米管的弹性性质

基于第一性原理计算了一系列单壁碳纳米管(椅型、锯齿型)和氮化硼锯齿型纳米管的杨氏模量.用实际的数值结果显示了杨氏模量与纳米管管径之间的依赖关系.还讨论了各类纳米管卷曲形变能以及平衡基矢长度a随管型的变化.关键词：单壁纳米管平衡基矢长度杨氏模量形变能     

卷曲效应对单壁碳纳米管电子结构的影响

利用计入卷曲效应的单壁碳纳米管(SWCNT)的能量色散关系,计算最低导带的电子速度及有效质量,并与不计入卷曲效应的结果进行了比较.计算结果表明:卷曲效应对电子速度及有效质量的影响与SWCNT的类型密切相关,金属锯齿型SWCNT对卷曲效应最为敏感,其次是扶手椅型SWCNT,最不敏感的是半导体锯齿型SWCNT.由此可以推断,卷曲效应对金属锯齿型SWCNT电子结构及低偏压输运特性影响最大,其次是扶手椅型SWCNT,影响最不明显的是半导体锯齿型SWCNT.这些结果与实验测量及密度泛函理论计算结果完全一致.关键词：单壁碳纳米管卷曲效应电子速度电子有效质量     

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...     

单壁碳纳米管环离散谱和连续谱间的转变

考虑卷曲效应,构造了扶手形单壁碳纳米管环的单Π轨道紧束缚模型.利用波函数分解方法导出了原子间相互作用矩阵元,由此研究了扶手形碳纳米管环的电子性质.随环半径改变,观察到电子结构发生从离散谱到连续谱之间的转变.计算也表明随管半径改变,其能谱也有类似的变化.关键词：碳纳米管环卷曲效应电子结构     

单壁碳纳米管轴向压缩变形的研究

采用Tersoff-Brenner势函数描述碳纳米管中碳原子间的相互作用,通过分子动力学方法对不同螺旋型的单壁碳纳米管的轴向压缩变形行为进行了研究.研究发现单臂碳纳米管的杨氏模量低于锯齿形碳纳米管,根据微观结构特征的差异对这一结果进行了分析.同时从能量和结构变化两方面对碳纳米管受压失稳进行了分析,揭示出碳纳米管失稳的微观特征.关键词：纳米管分子动力学杨氏模量屈曲     

曲率效应对超小碳纳米管电子性质的影响

在考虑曲率效应的情况下,在螺旋坐标系下解析地推导了非手性的碳纳米管(SWNTs)(包括扶手椅型和锯齿型)的能量色散关系,并分析了曲率效应对超小扶手椅型SWNTs的能带、能隙和导电能力及其对超小锯齿型SWNTs(包括扶手椅型和锯齿型)的能隙的影响.     

单壁碳纳米管端口结构的热稳定性

利用紧束缚势分子动力学模拟方法,研究了温度在1000 K-3000 K之间单壁碳纳米管端口结构的变化趋势.计算表明,温度对整个管端口结构有重要影响,温度升高容易使理想单壁碳管端口封闭.温度在3000 K下碳管端口达到封闭,而且端口封闭导致碳管系统能量的降低.碳纳米管长度越长,端口封闭越快,且扶手型碳纳米管比锯齿型碳纳米管更容易形成端口封闭的结构.     

空位结构缺陷对C纳米管弹性性质的影响

用分子动力学方法对不同空位缺陷的扶手椅型与锯齿型单壁C纳米管杨氏弹性模量进行了计算和分析. 结果表明：扶手椅型（5, 5）, （10,10）和锯齿型（9, 0）, （18, 0） 纳米管在无缺陷时其杨氏模量分别为948,901和804,860 GPa. 随管径的增大,扶手椅型和锯齿型单壁C纳米管弹性模量分别减小和增大,表现出完全不同的变化规律. 随着C纳米管中单点空位缺陷的均匀增加,杨氏模量下降,当缺陷比率增加到一定程度时,杨氏模量下降骤然趋缓,形成一下降平台;双空位缺陷对C纳米管杨氏模量的影响与其分布方向有关;随单点空位缺陷间原子数的增加,在轴向上,杨氏模量下降到某一值小幅波动,而在周向上杨氏模量先下降,然后上升到某一稳定值. 随两单点空位缺陷的空间距离进一步增大,杨氏模量又呈微降趋势. 通过分子间σ键与π键特征及缺陷间近程电子云耦合作用规律与空位缺陷内部5-1DB缺陷的形成特点等理论对上述规律进行了分析. 关键词：空位缺陷C纳米管分子动力学杨氏模量     

Molecular Dynamics Study of Effects of Si-Doping Upon Structure and Mechanical Properties of Carbon Nanotube

In this paper, a Si-doped single-walled carbon nanotube (SWCNT) (7,7) and several perfect armchair SWCNTs are investigated using the classical molecular dynamics simulations method. The inter-atomic short-range interaction is represented by empirical Tersoff bond order potential. The computational results show that the axial Young's modulus of the perfect SWCNTs are in the range of 1.099 ± 0.005 TPa, which is in good agreement with the existing experimental results. From our simulation, the Si-doping decreases the Young's modulus of SWCNT, and with the increased strain levels, the effect of Si-doped layer in enhancing the local stress level increases. The Young's modulus of armchair SWCNTs are weakly affected by tube radius.     

杨氏弹性模量测量仪的改进

测定杨氏弹性模量的实验是大学物理实验课的重要实验之一,通过反复多次的实验探索,对杨氏弹性模量测量仪的关键性组件——光杠杆进行了有效改进从而彻底消除了光杠杆易翻落摔坏的隐患,使更换镜片方便,反射像十分易于寻找,实验效果非常明显.     

扬声器纸盆材料动态弹性模量的新测量方法

本文从理论上对末端有负载的臂梁的自由振动频率进行了计算，并采用新的激振和拾振装置，建立一种扬声器纸盆材料的动态弹性模量的新测量方法，测量了若干纸盆试样，得出典型的幅频响应曲线，并对实验结果进行了分析。     

PLD方法制备的超硬非晶碳薄膜研究

 用脉冲激光沉积在不同条件下制备非晶碳超硬薄膜,研究了非晶碳超硬薄膜的表面形貌、结构、应力、硬度以及能谱等。原子力显微镜和扫描电镜图像显示,薄膜表面平整、致密且光滑,均方根粗糙度最大为0.877 nm。在高激光重复频率、高激光通量条件下,薄膜有很大的应力,致使膜层褶皱甚至破裂,小角X射线衍射表明薄膜为非晶态且最大残余应力达30 GPa以上,但300 ℃温度的原位退火可以有效降低残余应力;纳米压痕测试表明薄膜硬度大于20 GPa,弹性模量大于200 GPa;X射线光电子能谱表明薄膜中sp3的含量在39%~53%之间变化,并且与激光通量成正比。     

杨氏弹性模量光学系统的调节

本文介绍了在杨氏弹性模量测定的实验中，光学系统的速调整。     

螺旋测微计在测量金属杨氏模量中的应用

本根据拉伸法测量金属杨氏模量的原理,对利用螺旋测微计测量金属杨氏模量的方法做了可行性分析,并在此基础上设计出一套完整的借助螺旋测微计测量金属杨氏模量的方法。     

利用光的干涉测钢丝杨氏弹性模量的方法

通过测定空气劈尖的光的干涉条纹间距,确定钢丝的微小伸长量,根据测量结果计算钢丝的杨氏弹性模量。