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引用本文格式: Li Min,Xie Han,Xie Quan. Thermal Stability of Si20 Cluster Encapsulated in CNT [J]. J. At. Mol. Phys., 2021, 38(3): 032001 (in Chinese) [李敏,谢晗,谢泉. 碳纳米管封装Si20团簇的热稳定性研究 [J]. 原子与分子物理学报, 2021, 38(3): 032001]
 
碳纳米管封装Si20团簇的热稳定性研究
Thermal Stability of Si20 Cluster Encapsulated in CNT
摘要点击 140  全文点击 26  投稿时间:2020-03-01  修订日期:2020-03-25
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DOI编号   
中文关键词   分子动力学模拟,碳纳米管,表面异构硅十二面体,热稳定性
英文关键词   Molecular dynamics simulation, carbon nanotubes, surface isomeric silicon dodecahedron, Thermal Stability.
基金项目   国家自然科学基金
作者单位E-mail
李敏 贵州大学大数据与信息工程学院 minli.gzcn@qq.com 
谢晗 贵州大学大数据与信息工程学院 1650347706@ qq.com 
谢泉 贵州大学大数据与信息工程学院 qxie@gzu.edu.cn 
中文摘要
    用分子动力学方法模拟一种特殊结构Si20 (表面异构的硅十二面体结构)填充到不同管径的扶手椅型碳纳米管中组成复合结构的热稳定性。通过能量分析和定量统计缺陷多边形数量等方法来研究这种结构在碳纳米管中的稳定性和结构演变情况。研究发现Si20的热稳定性和碳纳米管的直径关系密切;其在CNT(15, 15)中的热稳定性最好,当管径逐渐增加时,其热稳定性呈下降趋势;直至管径增加到CNT(21, 21),碳纳米管对Si20的空间限制作用变得很小,以至于不足以维持Si20的稳定。此外,Si原子因热振动替换碳纳米管中C原子而形成十二边形缺陷,这对碳纳米管的热稳定性有着明显的降低作用。
英文摘要
    The molecular dynamics method is used to simulate the heating process of a special structure, Si20 (surface heterogeneous silicon dodecahedron structure), which was filled into different diameter armchair-type nanotubes to form a composite structure. The stability and structural evolution of this structure in carbon nanotubes (CNT) were studied through analysis methods such as energy analysis and quantitative statistics of defect polygons. It has found that Si20 has the best thermal stability in CNT(15, 15). When the diameter of the tube gradually increases, its thermal stability decreases. Until the diameter of the pipe increases to CNT(21, 21), the space-limiting effect of carbon nanotubes on Si20 becomes so small that the stability of Si20 cannot be maintained. In addition, the dodecagonal defects formed by replacing C atoms with Si atoms due to thermal vibration, which have a significant effect on reducing the thermal stability of carbon nanotubes.

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