基本信息
- 项目名称：
- 内嵌原子对碳纳米管中C60振荡的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 随着微纳米科学领域不断的发展，Zettle等人发明了具有GHz级别的碳纳米管振荡器。本项目探究了在足球烯中嵌入原子后，在碳纳米管中振荡的情况。结合了第一性原理和分子动力学模拟的方法。通过对原子质量和嵌入后的电荷进行分析找出了其影响规律。对研制不同频率的碳纳米管振荡器有一定的指导意义。
- 详细介绍：
- 本项目模拟了C60中内嵌原子后振荡器的频率变化。首先基本第一性原理，采用密度泛函理论对足球烯的结构进行优化并标定电荷，接着又使用分子动力学模拟的方法过对高频振荡器振动的模拟，振荡器的模式选择SWNT（10，10）—C60，在其内部引入了十种不同的内嵌原子（H,C,O等）。结果表明十种原子中只有H能够提高频率并且只有0.52作用，Cs对频率的降低作用最大，高达-7.9%。最...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：采用第一性原理和分子动力学模拟方法，探讨内嵌原子对足球烯在碳纳米管中振荡的影响。 基本思路：用MaterialStudio、Matlab等软件综合建模，制作出碳纳米管，分别用不同的元素内嵌到碳纳米管，再检测其在碳纳米管内的振荡频率，最后分析其变化规律。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：模拟采用的软件是Material Studio 5.0。力场选用最新的COMPASS势能场。各种内嵌原子C60已经不断被合成。 先进性：采用第一性原理和分子动力学方法在200个节点上的机群计算来模拟高频碳纳米管振荡器。 独特之处：通过在内嵌原子的方法改造碳纳米管振荡器，并且给出了内嵌原子的影响规律。
应用价值和现实意义
- 碳纳米管高频振荡器是有史以来生产出的振荡器件中最小的，因为它们体积很小，它可以在很宽的射频范围内调谐，批量生产后可取代电子电路中体积大、功耗大的元件。本作品通过分子动力学模拟的方法发现通过在C60中内嵌原子的方法可以达到对碳纳米振荡器的频率达到10%左右的调控作用，相比其它方法更能调控频率。
学术论文摘要
- 本文模拟了C60中内嵌原子后振荡器的频率变化。首先基本第一性原理，采用密度泛函理论对足球烯的结构进行优化并标定电荷，接着又使用分子动力学模拟的方法过对高频振荡器振动的模拟，振荡器的模式选择SWNT（10，10）—C60，在其内部引入了十种不同的内嵌原子（H,C,O等）。结果表明十种原子中只有H能够提高频率并且只有0.52作用，Cs对频率的降低作用最大，高达-7.9%。最终进而...(查看更多)
获奖情况
- 获得“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛**赛区一等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon[J ] . Nature ,1991 ,354 (6348) :56～58. [2]Ebbesen T W, Ajayan P M. Large2scale synthesis of carbon nano2tubes [J ] . Nature ,1992 ,358 (6...(查看更多)
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