Взаимодействие фемтосекундных оптических импульсов с углеродными нанотрубками

• Автор: Тузалина, Ольга Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Общие физические, механические и химические свойства нанотрубок

1.1 Литературный обзор

1.2 Структура и свойства углеродных нанотрубок. Классификация

1.3 Электронное строение углеродных нанотрубок

1.4 Физические свойства нанотрубок

1.5 Проводящие свойства углеродных нанотрубок

1.6 Фононные свойства нанотрубок

1.7 Механические свойства нанотрубок

1.8 Применение нанотубулярных структур в науке и технике

2 Управление солитонными решетками электронов углеродных наиотрубок магнитным полем
2.1 Постановка задачи
2.2 Основные уравнениия
2.3 Результаты численного моделирования
Выводы
3 Управление фемтосекундными оптическими импульсами электрическими нолями в углеродных нанотрубках при низких температурах
3.1 Постановка задачи
3.2 Основные уравнения
3.3 Результаты численного моделирования
3.4 Результаты численного анализа. Случай нулевого постоянного поля
3.5 Результаты численного анализа. Случаи внешних электрических полей
Выводы
4 Электромагнитные солитоны в системе углеродных нанотрубок и гра-феновых плоскостей
4.1 Электромагнитные солитоны в системе углеродных нанотрубок с учетом Хаббардовского взаимодействия
4.1.1 Постановка задачи
4.1.2 Основные уравнения
4.1.3 Результаты численного анализа
Выводы
4.2 Электромагнитные солитоны в системе графеновых плоскостей с андерсоновскими примесями
4.2.1 Постановка задачи
4.2.2 Основные уравнения
4.2.3 Результаты численного анализа
Выводы
Заключение
Библиография
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Углеродные нанотрубки (УНТ) — это полые цилиндры микроскопического размера в длину и нескольких нанометров в диаметре; стенки которых состоят из одного или нескольких слоев атома углерода, образованных из шестичленных колец, стали в последнее время одним из основных объектов исследований. Отметим, что прогресс в исследованиях нанотубулярных форм углерода начинается с 1991 года с работы Ииджимы [1] и отечественных ученых [2]. Дальнейшие исследования при помощи различных методик показали, что нанотрубки обладают уникальными свойствами: проводимостью
(полупроводниковой или металлической), очень высокой прочностью и рядом других свойств, обуславливающих буквально неограниченные возможности их применений, например в микроэлектронике [3-9]. Относительная простота строения углеродных нанотрубок и их квазиодномерность сделали данные вещества весьма популярными среди как теоретиков, так и экспериментаторов. Особенный интерес, как и следовало, ожидать вызывают нелинейные свойства нанотрубок, как акустической, так и электромагнитной природы [10-12], которые важны для целого ряда химико-физических приложений. Вместе с тем, такому важному направлению исследования как: "поведение веществ и структурно-фазовые переходы в экстремальных условиях - в электрических и магнитных полях, в условиях статического и динамического сжатия, в полях лазерного излучения", в части касающейся углеродных нанотрубок было в последнее время уделено недостаточно теоретического осмысления на фоне большого количества экспериментальных работ.
Дель работы.
Основной целью диссертации являлось исследование поведения однослойных углеродных нанотрубок в экстремальных условиях- в электрических и

Обсуждаемый круг явлений имеет непосредственное отношение к. созданию изделий, эффективных в наномеханике; Поверхностно связанные частицы; могут играть роль «молекулярных зубцов», превращая.НТ в «зубчатую передачу» Молекулярно-динамическое моделирование разнообразных типов-зубчатых передач; позволяет предсказать, что с, помощью подобных устройству может быть достигнута: скорость передачи--угловых моментов (в вакууме, при комнатной температуре) вплоть до 100 ГГц.
В результате-исследовании.было установлено также, что'коэффициент упругости, материала, формирующего; стенку нанотрубки, зависит от ее диаметра, что кардинально отличает, этот материал от всех известных) коэффициент упругости которых не связан .с их геометрическими размерами; Экспериментальные исследования показали, что после срезания; нескольких слоев с одного из. концов многослойной НТ, внутренние' нанотрубки могут скользить назад и вперед с очень малым трением. Именно это требуется ученым для механических частей нано-размерных механизмов.
Эксперименты также продемонстрировали, что внутренние нанотрубки могут втягиватьсяназад, внутрь оболочки;
Одной изпотенциальных областей применения «скоростных» нанотрубок являются оптические фильтры-для,систем волоконной оптики. Луч света будет заблокированашлищропущен в зависимости от того, будет ли «сердечник» втянут или выдвинут наружу.
Возможно допирование нанотрубок заряженными- примесями, которые будут реагировать на изменение числа зарядов близкорасположенного электрода при движении трубок. Ключевой проблемой является управление такими устройствами и стыковка их с другими узлами. Многослойные трубки могли бы также использоваться как приемники, чувствительные к высокочастотным электромагнитным сигналам; перемещаясь с течением времени туда и; обратно под действием электромагнитной волны