帶電粒子與碳納米管相互作用的動力學研究.pdf

1、本文主要研究快速運動的離子與碳納米管相互作用的機理，建立了一個半經(jīng)典的動力學理論模型模擬了鋸齒型zigzag和扶手椅型armchair單壁碳納管的電激發(fā)過程，單個質(zhì)子在碳納米管中運動的動力學極化作用以及質(zhì)子在鋸齒型zigzag單壁碳納米管中的運動軌跡?？紤]到了碳納米管實際的能帶結構，對于鋸齒型zigzag碳納米管及扶手椅型armchalir碳納米管，可以分別得到介電函數(shù)及能量損失函數(shù)的解析表達式。同時利用動力學模型計算了由于質(zhì)子的入射擾

2、動，碳納米管表面電子的感應電荷密度、感應電勢以及質(zhì)子的自能及阻止本領的情況。另外，我們采用Thomas-Fermi-Moliere的連續(xù)勢模型描述碳納米管壁上的碳原子對運動質(zhì)子的排斥作用，通過求解經(jīng)典牛頓力學方程，計算了質(zhì)子在鋸齒型zigzag碳納米管中的運動軌跡，進而可以得到質(zhì)子各個時刻的運動速度及位置。 通過計算可以發(fā)現(xiàn)：碳納米管的介電函數(shù)及能量損失函數(shù)不僅與阻尼系數(shù)γ、波數(shù)κ、角動量m的取值有著密切的關系同時與碳納米管的半

3、徑及手性角也有一定的關系。對于質(zhì)子沿碳納米管軸線入射的情況，感應電荷密度及感應電勢模擬結果顯示入射離子的速度存在一個臨界值。當入射離子速度小于臨界值時，感應電荷密度的曲線形狀類似于一個倒扣的鐘形；大于臨界值時，感應電荷密度呈現(xiàn)出類似尾流效應的振蕩。并且我們發(fā)現(xiàn)感應電荷密度在低速和高速的情況呈現(xiàn)了兩種不同的變化趨勢。通過對自能及阻止本領的計算可以發(fā)現(xiàn)隨著阻尼系數(shù)γ的增加，不僅自能及阻止本領的峰值降低而且峰值的位置也向低速的方向移動。這就說