碳、硅及氮化硼纳米管轴向拉伸的分子动力学研究

基于Tersoff势的分子动力学方法模拟(5,5)型单壁碳、硅及氮化硼纳米管的轴向拉伸过程。根据模拟结果,讨论三种纳米管拉伸时的构形、能量、载荷、径向收缩率等的变化及其差异。研究结果表明,(1)小应变时,系统能量随变形增大而增大,各纳米管截面构形基本保持圆形不变。(2)碳、硅及氮化硼纳米管的断裂应变值分别为42.8%、33.4%和49.1%。(3)碳纳米管的能量吸收能力最好,承载最大,径向收缩率最小。

C_(60),M@C_(60)电子传输特性研究

采用扩展的Hückel方法与格林函数方法,分析了双Au电极作用下,C60,M@C60(M=Si,Ge)富勒烯分子的电子结构与导电性,并对三种富勒烯分子的电子结构与电子输运特性进行了对比。研究结果表明,三种富勒烯分子与A u电极“接触”后,其最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道间的能隙减小,它们与A u电极之间的结合既有共价键的成分,又有离子键的成分;三种富勒烯分子的电子输运性能依次具有Ge@C60>Si@C60>C60的顺序。

氮化硼,碳化硅和锗纳米管的导热与拉伸力学特性研究

采用Tersoff势的分子动力学方法,分析了单壁氮化硼,碳化硅和锗纳米管的导热系数与轴向拉伸特性;进而根据模拟结果,讨论了直径、温度等因素对三种纳米管导热性的影响,以及三种纳米管之间导热性及拉伸性能的差异。研究结果表明:各单壁纳米管的导热系数均随温度的升高以及直径的增大而降低;温度相同时,氮化硼管的导热系数最大,而碳化硅和锗管的导热系数相当;三种纳米管中,锗管的抗变形与抗载荷能力最小,氮化硼管的抗变形能力最大,而氮化硼、碳化硅管的抗载荷能力相当。

铝氢脆破坏微观机制的分子动力学研究

采用分子动力学方法模拟了铝单晶、双晶及其含氢模型在拉伸条件下的力学特性。根据模拟结果,讨论了氢导致铝材料脆化破坏的微观机理。研究表明:铝单晶、双晶中的氢降低了铝的抗拉强度,且力学性能随氢含量的升高而降低;应力条件下晶体内部的氢原子会产生偏聚和富集,在富集处铝原子更易发生位错,产生空穴,诱发脆断;和同等条件下的铝单晶相比,铝双晶对氢脆破坏更为敏感。

C_(60)、Si@C_(60)及Ge@C_(60)富勒烯分子的电子传输特性

采用扩展的Hückel方法与格林函数方法,分析了双Au电极作用下,C60、Si@C60以及Ge@C60富勒烯分子的电子结构与导电性,并对三种富勒烯分子的电子结构与电子输运特性进行了对比。研究结果表明,C60、Si@C60或Ge@C60分子与Au电极“接触”后,其最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道间的能隙减小,它们与Au电极之间的结合既有共价键的成分,又有离子键的成分;三种富勒烯分子的电子输运性能依次具有Ge@C60>Si@C60>C60的顺序。

BN、SiC、Ge纳米管热学特性的分子动力学研究

采用分子动力学方法,分别分析了单壁BN、SiC及Ge纳米管的导热系数与熔化特性;进而根据模拟结果,讨论了直径、温度等因素对几种纳米管导热性的影响,以及几种纳米管之间导热性及熔化特性的差异。研究结果表明,各单壁纳米管的导热系数均随温度的升高以及直径的增大而降低;温度相同时,BN管的导热系数最大,而SiC和Ge管的导热系数相当;BN及SiC纳米管的熔点、比热容以及熔化热均远高于Ge管,但系统能量却要比Ge管低得多。