Нелинейная динамика и реакционная способность углеродных нанотруб

• Автор: Гурин, Олег Дмитриевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 96 с.

Содержание
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Развитие нанотехнологии.

1.2 История нанотруб

1.3 Что такое углеродные нанотрубы.

1.4 Тепловые свойства нанотруб.

1.4.1 Теплоемкость.

1.4.2 Теплопроводность.

2 Постановка вычислительного эксперимента

2.1 Введение

2.2 Сравнение методов моделирования
2.3 Выбор потенциала.
2.4 Параметризация модели
3 Нелинейные возмущения в УНТ. Солитоны
3.1 Введение
3.2 Разложение потенциала Бреннера.
3.3 Солитоны Кортевега де Вриза в УНТ
3.4 Численное моделирование солитонов в УНТ
3.5 Взаимодействие солитона с шапкой УНТ.
СОДЕРЖАНИЕ
3.6 Заключение.
4 Реакционная способность УНТ
4.1 Введение .
4.2 Угол пирамидальности.
4.3 Сравнение потенциала Бреннера с расчетами iii
4.4 Присоединение реагентов к фрагменту УНТ
4.5 Заключение.
Заключение
Список литературы


Тепловые свойства нанотруб. Теплоемкость. Теплопроводность. Выбор потенциала. Нелинейные возмущения в УНТ. Разложение потенциала Бреннера. Взаимодействие солитона с шапкой УНТ. Заключение. Введение . Угол пирамидальности. Заключение. Тенденции развития современной технологии предъявляют все более высокие требования к элементной базе различных устройств. В частности, прогресс в вычислительной технике связывают с уменьшением размеров чипов, элементов памяти и пр. Среди многих возможных кандидатов на роль строительных блоков компьютеров следующего поколения заметное место занимают углеродные нанотрубы УНТ. История развития науки, а теперь и технологии, УНТ началась с г. За прошедшее сравнительно небольшое время в области экспериментальных и теоретических исследований УНТ достигнуты поразительные успехи. Свидетельством признания научной общественностью значимости УНТ в общем прогрессе науки явилось присуждение группе ученых . Н. и . Нобелевской премии по химии за г. По экспертной оценке журнала i наука об УНТ в рейтинге достижений науки за г. Перспективы практического применения УНТ не ограничиваются вычислительной техникой. По своим физическим свойствам УНТ сильно отличаются от родственного им графита УНТ, также как и графит, образованы из шестичленных циклов, каждый атом углерода трехфункционален. Причина различий кроется в квазиодномерном строении УНТ. Несмотря на значительный прогресс в понимании происходящих в УНТ физических явлений, некоторые аспекты остаются неясными. Это относится, в частности, к явлению теплопроводности экспериментальное значение коэффициента теплопроводности превышает значение для графита. В этой связи интересна роль нелинейности в процессах переноса энергии в УНТ. До сих пор динамика УНТ рассматривалась в гармоническом приближении, в то время как потенциал межатомного взаимодействия углерода нелинеен. Учет этого обстоятельства при водит к появлению новых переносчиков энергии солитонов. Если бы удалось получить точное солитонное решение для решетки идеальной УНТ, то, возникнув однажды, оно существовало бы вечно. Однако реальные УНТ имеют конечные размеры и их решетки не лишены дефектов. При взаимодействии солитона или другого возмущения с дефектом, например, с шапкой, на нем происходит концентрация энергии. Этот эффект, названный эффектом цунами, особенно заметен в случае, когда возмущение и дефект имеют близкие размеры. Рассмотрению нелинейной динамики УНТ, поведению солитонных возмущений и их взаимодействию с шапкой посвящена Глава 3. Электронная структура УНТ весьма отзывчива на внешние воздействия. УНТ тех или иных функциональных групп. Однако, целенаправленное присоединение реагентов к конкретному атому УНТ весьма затруднительно. Известно, что на реакционную способность молекулы оказывают влияние механические напряжения и, связанные с ними, геометрические искажения. Это позволяет проводить реакцию выборочно. Например, при открывании УНТ уничтожении закрывающий ее шапки окислением кислородом подбирают условия таким образом, чтобы реагировали только атомы шапки. Созданию методики оценки локальной реакционной способности УНТ и ее зависимость от геометрических искажений посвящена Глава 4. В течение второй половины XX века благодаря бурному развитию микроэлектроники электронновакуумные трубки заменили высокоинтегрированные электронные устройства на основе кремния. На всем своем протяжении вплоть до настоящего времени темпы развития подчиняются эмпирическому закону Мура, из которого следует, что каждые полтора года мощности и частоты вычислительных средств удваиваются. Таким образом, длины волн обрабатываемых сигналов уменьшаются и появляется необходимость перехода к ставшей уже часто звучать нанотехнологии. Наука и технология наноразмерных материалов, устройств и приложений в таких областях, как компьютеры, сенсоры, зонды, попадают в поле зрения нанотехнологии. Посмотрим на атомы и молекулы или более сложные структуры как на строительные блоки для создания электроники, материалов и устройств следующего поколения.