Вышедшие номера
Термофорез одноатомных частиц в открытых нанотрубках
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
Поступила в редакцию: 16 ноября 2020 г.
В окончательной редакции: 16 ноября 2020 г.
Принята к печати: 20 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 9 января 2021 г.

Методом молекулярной динамики показано, что термофорез частиц (атомов) внутри одностенных углеродных нанотрубок (УНТ) обладает высокой эффективностью. Помещение частицы внутрь УНТ, участвующей в теплопереносе, приводит к ее движению в направлении потока тепла с постоянной скоростью, величина которой слабо зависит от длины нанотрубки. Тепловой поток вдоль УНТ приводит к образованию для частиц внутри нее постоянной силы термофореза, направление которой совпадает с направлением теплопереноса. Одноатомность частицы позволила численно вычислить эту силу и определить вклад в нее взаимодействия с каждым тепловым фононом нанотрубки. Показано, что величина силы практически полностью определяется взаимодействием частицы с длинноволновыми изгибными фононами нанотрубки, обладающими большой длиной пробега. Поэтому скорость движения частицы и величина силы термофореза слабо зависят от длины нанотрубки, а определяются разницей температур на ее концах. В силу этого режим термофореза частиц внутри нанотрубок является баллистическим, а не диффузионным. Ключевые слова: нанотрубки, термофорез, теплоперенос, фононы нанотрубок.
  1. A. Barreiro, R. Rurali, E.R. Hernandez, J. Moser, T. Pichler, L. Forro, A. Bachtold. Science 320, 775 (2008)
  2. Л.В. Радушкевич, В.М. Лукьянович. Журн. физ. химии 26, 1, 88 (1952)
  3. S. Iijima. Nature 354, 56 (1991)
  4. А.В. Елецкий. УФН 172, 4, 401 (2002)
  5. P. Kim, L. Shi, A. Majumdar, P.L. McEuen. Phys. Rev. Lett. 87, 215502 (2001)
  6. P.A.E. Schoen, J.H. Walther, S. Arcidiacono, D. Poulikakos, P. Koumoutsakos. Nano Lett. 6, 9, 1910 (2006)
  7. P.A.E. Schoen, J.H. Walther, D. Poulikakos, P. Koumoutsakos. Appl. Phys. Lett. 90, 253116 (2007)
  8. J. Shiomi, S. Maruyama. Nanotechnology 20, 055708 (2009)
  9. E. Oyarzua, J.H. Walther, C.M. Megaridis, P. Koumoutsakos, H.A. Zambrano. ACS Nano 11, 10, 9997 (2017)
  10. R. Rajegowda, S.K. Kannam, R. Hartkamp, S.P. Sathian. Nanotechnology 28, 155401 (2017)
  11. E. Oyarzua, J.H. Walther, H.A. Zambrano. Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 5, 3672 (2018)
  12. Q. Cao. J. Phys. Chem. C 123, 29750 (2019)
  13. A. Panahi, P. Sadeghi, A. Akhlaghi, M.H. Sabour. Diamond Rel. Mater. 110, 108105 (2020)
  14. H.A. Zambrano, J.H. Walther, R.L. Jaffe. J. Chem. Phys. 131, 241104 (2009)
  15. M.V.D. Prasad, B. Bhattacharya. Nano Lett. 16, 4, 2174 (2016)
  16. M.V.D. Prasad, B. Bhattacharya. Nano Lett. 17, 4, 2131 (2017)
  17. R. Rurali, E.R. Hernundez. Chem. Phys. Lett. 497, 62 (2010)
  18. N. Wei, H.-Q. Wang, J.-C. Zheng. Nanoscale Res. Lett. 7, 1, 154 (2012)
  19. A.V. Savin, Y.S. Kivshar. Sci. Rep. 2, 1012 (2012)
  20. M. Jafary-Zadeh, C.D. Reddya, Y.-W. Zhang. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 5, 2129 (2014)
  21. M. Becton, X. Wang. J. Chem. Theory Comput. 10, 2, 722 (2014)
  22. E. Panizon, R. Guerra, E. Tosatti. PNAS 114, 34, E7035 (2017)
  23. A.V. Savin, Y.S. Kivshar, B. Hu. Phys. Rev. B 82, 195422 (2010)
  24. W.D. Luedtke, U. Landman. Phys. Rev. Lett. 82, 19, 3835 (1999)
  25. A.V. Savin, B. Hu, Y.S. Kivshar. Phys. Rev. B 80, 195423 (2009)
  26. А.В. Савин, О.И. Савина. ФТТ 61, 2, 409 (2019)

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.