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题名种子法生长碳纳米管的反应分子动力学
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作者
习思思
刘馥
董自强
孙强
邓振炎
赵新洛
刘轶
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机构
上海大学材料基因组工程研究院
济宁学院物理与电子工程学院
上海大学理学院
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出处
《上海大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期571-590,共20页
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基金
国家自然科学基金面上资助项目(52373227)。
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文摘
未来碳基电子器件的构筑材料需要特定直径及能带带隙的单壁碳纳米管(singlewalled carbon nanotubes, SWCNTs),但目前在实验上实现特定直径和手性的碳纳米管选择性制备仍面临巨大挑战.利用碳纳米管作为种子模板可以生长特定直径和手性的SWCNTs,但对其微观生长机制还缺乏清晰理解.首次基于自主开发的新一代ReaxFF全碳反应力场,采用分子动力学模拟系统研究了种子法选择性生长SWCNTs的微观过程.通过设计不同直径、手性指数及边缘结构的开口短碳纳米管作为种子,系统揭示了SWCNTs上下边缘结构演化和生长机制及其微观调控规律.此外,还探讨了氢在SWCNTs生长过程中的作用,发现氢在SWCNTs形成的关键步骤中发挥重要影响,为理解氢对SWCNTs选择性生长的作用机制提供了新的视角.不仅阐明了种子法生长SWCNTs的微观机制,还为实现特定直径和手性的可控实验制备提供了理论依据,对碳基电子器件材料的设计与应用具有一定参考价值.
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关键词
单壁碳纳米管
种子法生长
分子动力学模拟
ReaxFF反应力场
选择性生长
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Keywords
single-walled carbon nanotube
seed-based growth
molecular dynamics simulation
ReaxFF reactive forcefield
selective growth
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分类号
O469
[理学—凝聚态物理]
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