碳离子碰撞单壁碳纳米管的动力学.pdf

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1、第32卷第6期无机化学学报Vol_32No．62016年6月CHINESEJ0URNAL0FINORGANICCHEMISrRY954．960碳离子碰撞单壁碳纳米管的动力学张超王东琪'2潘成岭1盛绍顶1l安徽理工大学材料科学与工程学院．淮南232001)(2中国科学院高能物理研究所多学科中心，北京100049)摘要：采用分子动力学方法研究了碳离子碰撞碳纳米管中顶位、键中心和六元环中心的动力学过程。通过分析低、中、高3种入射能分别对碰撞过程的影响，探索了典型缺陷形成的微观演化过程。研究结果表明，碰撞碳纳米管中不同空间位置，其碰撞结果差异较大，其中

2、顶位碰撞阈能最低，约为20eV；碰撞六元环中心时碳管会发生严重变形，损伤最为严重。通过分析入射离子动能，碳纳米管热动能、质心动能以及势能随时问的演化规律，阐述了碰撞过程中的能量转移机制。关键词：碳纳米管；分子动力学；碰撞；能量转移中图分类号：O561．5文献标识码：A文章编号：1001-4861(2016)06-0954-07D0I：10．11862／CJIC．2016．131CollisionDynamicsofaCarbonIonImpingingaSingle-WalledCarbonNanotubeZHANGChaoWANGDong—Q

3、iPANCheng—LingSHENGShao—Ding(tschoolofMaterialsScienceandEn#ne,ri,~AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan,Anhui232001，C，l‘趾sc脚lniti~iveCenter,Ins~uteofHighEnergyPhysics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100049,China)Abstract：I1Ilecollisiondynamicsofacarbonionimpingingac

4、arbonatomicsite．thecenterofaC—Cbondandthehollowsiteatthecenterofahexagonalringofasingle-walledcarbonnanotubehasbeenstudiedbymoleculardynamicssimulations．Themicroscopicevolutionprocessesofthedefectformationareexploredbyanalyzingthecollisionsinitiatedwithlow，mediumandhighincid

5、entenergy，respectively．Considerablediferenceisobservedamongthecollisionsatdi归ferentimpactsitesinviewoftheincidentthresholdenergyandthedefectformati0n．Forthecollisionatthecarbonatomicsite，theincidentthresholdenergyiS20eV，whichisthelowestenergyofdefectformation．Forthehollowsit

6、e，thecarbonnanotubeisseriouslydeformedaftercolision．Anenergyconversionmechanismisproposed，basedontheanalysisofthetimeevolutionsofenergies．ekineticenergyoftheincidentionisconsumedintheformofthethermalkineticenergy．center-of-masskineticenergyandpotentialenergyofthecarbonnanotu

7、be，whichexplainstheenergytransferbetweentheincidentcarbonionandthenanotube．Keywords：carbonnanotube；moleculardynamics；collision；energytransfer收稿日期：2015—12—30。收修改稿日期：2016-04-15。国家自然科学基金(No．11505003，21201006，21473206)，中国科学院百人计划(N。．Y229l8l0s3)和安徽省自然科学基金fN。．1608085QA20)资助项目。通信联系人

8、。E-mail：dwang@ihep．ac．cn第6期张超等：碳离子碰撞单壁碳纳米管的动力学959别随模拟时间的变化情况从图中可以看出，入射12(a)