隨著微納米科學(xué)領(lǐng)域不斷的發(fā)展,Zettle等人發(fā)明了具有GHz級別的碳納米管振蕩器。本項目探究了在足球烯中嵌入原子后,在碳納米管中振蕩的情況。結(jié)合了第一性原理和分子動力學(xué)模擬的方法。通過對原子質(zhì)量和嵌入后的電荷進行分析找出了其影響規(guī)律。對研制不同頻率的碳納米管振蕩器有一定的指導(dǎo)意義。
本項目模擬了C60中內(nèi)嵌原子后振蕩器的頻率變化。首先基本第一性原理,采用密度泛函理論對足球烯的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化并標(biāo)定電荷,接著又使用分子動力學(xué)模擬的方法過對高頻振蕩器振動的模擬,振蕩器的模式選擇SWNT(10,10)—C60,在其內(nèi)部引入了十種不同的內(nèi)嵌原子(H,C,O等)。結(jié)果表明十種原子中只有H能夠提高頻率并且只有0.52作用,Cs對頻率的降低作用最大,高達-7.9%。最終進而分析了嵌入原子的質(zhì)量以及電荷的改變對頻率的影響,并且出了相關(guān)關(guān)系式。本研究除基礎(chǔ)研究外,對在不改變體積條件下改變碳納米管振蕩器的頻率有一定的指導(dǎo)意義。從而我們發(fā)現(xiàn)通過嵌入原子方法能夠達到調(diào)控碳納米管振蕩器頻率的作用,使得碳納米管振蕩器更為實用。
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
獲得“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽**賽區(qū)一等獎。