Вышедшие номера
Бистабильность многостенных углеродных нанострубок, расположенных на плоских подложках
Переводная версия: 10.1134/S1063783419110295
Российский научный фонд, Компьютерное моделирование сложной динамики полимерных систем и наноструктур при их полиморфных превращениях, 16-13-10302
Савин А.В.1,2, Савина О.И.2
1Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Москва, Россия
2Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, Москва, Россия
Email: asavin@center.chph.ras.ru, oi_savina@rambler.ru
Поступила в редакцию: 25 июня 2019 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2019 г.

Исследованы стационарные состояния многостенных углеродных нанотрубок. Численное моделирование показало, что при достаточно больших диаметрах нанотрубки становятся бистабильными системами. Независимо от взаимодействия с подложками они могут находится в двух устойчивых состояниях: в открытом, имеющим внутреннюю полость, и в схлопнутом (коллапсированном) состоянии. Взаимодействие с плоской подложкой приводит к сплющиванию нанотрубки, делая энергетически более выгодным еe переход в схлопнутое состояние (чем сильнее взаимодействие, тем более выгодным становиться переход). Показано, что изменение формы многослойной нанотрубки из-за еe взаимодействия с подложкой или вследствие еe коллапса приводит к резкому увеличению числа еe коллективных собственных колебаний, в которых уже участвуют все еe слои. Получен энергетический профиль перехода между стационарными состояниями нанотрубки, который является сильно несимметричным двухъямным потенциалом, с первым узким минимумом, соответствующим схлопнутому состоянию, и со вторым широким минимумом, соответствующим открытому состоянию нанотрубки. Ключевые слова: многостенная нанотрубка, бистабильность, коллапс нанотрубок, плоская подложка, двухъямный потенциал.
  1. Л.В. Радушкевич, В.М. Лукьянович. ЖФХ 26, 1, 88 (1952)
  2. S. Iijima. Nature 354, 568 (1991)
  3. А.В. Елецкий. УФН 172, 4, 401 (2002)
  4. N.S. Chopra, L.X. Benedict, V.H. Crespi, M.L. Cohen, S.G. Louie, A. Zettl. Nature 377, 14, 135 (1995)
  5. G. Gao, T. Cagin, W.A. Goddard. Nanotechnology 9, 184 (1998)
  6. J. Xiao, B. Liu, Y. Huang, J. Zuo, K.-C. Hwang, M.-F. Yu. Nanotechnology 18, 395703 (2007)
  7. J.A. Baimova, Q. Fan, L. Zeng, Z. Wang, S.V. Dmitriev, X. Feng, K. Zhou. J. Nanomater. 2015, 186231 (2015)
  8. T. Hertel, R.E. Walkup, P. Avouris. Phys. Rev. B 58, 20, 13870 (1998)
  9. J. Xie, Q. Xue, H. Chen, D. Xia, C. Lv, M. Ma. J. Phys. Chem. C 114, 2100 (2010)
  10. X. Yuan, Y. Wang. Nanotechnology 29, 075705 (2018)
  11. J. Kou, X. Zhou, Y. Fang, Y. Chen, H. Lu, H. Ye, F. Wu, J. Fan. Appl. Phys. Lett. 102, 123902 (2013)
  12. Y. Umeno, Y. Yachi, M. Sato, H. Shima. Physica E 106 319 (2019)
  13. T. Tang, A. Jagota, C.-Y. Hui, N.J. Glassmaker. J. Appl. Phys. 97, 074310 (2005)
  14. J. Liu. Arch. Appl. Mech. 82, 767 (2012)
  15. R. Setton. Carbon 34, 69 (1996)
  16. A.K. Rappe, C.J. Casewit, K.S. Colwell, W.A. Goddard III, W.M. Skiff. J. Am. Chem. Soc. 114, 10024 (1992)
  17. W.D. Luedtke, Uzi Landman. Phys. Rev. Lett. 82, 3835 (1999)
  18. J. Sforzini, L. Nemec, T. Denig, B. tadtmuller, T.-L. Lee, C. Kumpf, S. Soubatch, U. Starke, P.Rinke, V. Blum, F.C. Bocquet, F.S. Tautz. Phys. Rev. Lett. 114, 106804 (2015)
  19. A. Lyalin, A. Hussien, A.V. Solov'yov, W. Greiner. Phys. Rev. B 79, 165403 (2009)
  20. А.Е. Галашев, В.А. Полухин. ФТТ 55, 11, 2250 (2013)
  21. K.P. Katin, V.S. Prudkovskiy, M.M. Maslov. Micro Nano Lett. 13, 2, 160 (2018)
  22. J. Lahiri, T.S. Miller, A.J. Ross, L. Adamska, I.I. Oleynik, M. Batzill. New J. Phys. 13 025001 (2011)
  23. Y. Gamo, A. Nagashima, M. Wakabayashi, M. Terai, C. Oshima. Surf. Sci. 374, 61 (1997)
  24. A. Dahal, M. Batzill. Nanoscale 6, 2548 (2014)
  25. A.V. Savin, E.A. Korznikova, S.V. Dmitriev. Phys. Rev. B 92, 035412 (2015)
  26. А.В. Савин, Е.А. Корзникова, С.В. Дмитриев. ФТТ 57, 11, 2278 (2015)
  27. H.Y. Peng, N. Wang, Y.F. Zheng, Y. Lifshitz, J. Kulik, R.Q. Zhang, C.S. Lee, S.T. Lee. Appl. Phys. Lett. 77, 18, 2831 (2000)
  28. T. Chang, Z. Guo. Nano Lett. 10, 3490 (2010)
  29. A.V. Savin, G.P. Tsironis, A.V. Zolotaryuk. Phys. Rev. E, 56, 3, 2457 (1997)
  30. G. Costantini, F. Marchesoni. Phys. Rev. Lett. 87, 11, 114102 (2001).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.