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碳纳米管熔接金电极的分子动力学模拟

左学云 李中秋 王伟 孟利军 张凯旺 钟建新

碳纳米管熔接金电极的分子动力学模拟

左学云, 李中秋, 王伟, 孟利军, 张凯旺, 钟建新
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  • 利用分子动力学模拟方法,研究了单壁碳纳米管与Au电极的高温熔接. 模拟结果表明,用端口吸附了Au团簇的碳纳米管在高温下能很好地与Au电极熔接. 首先将Au团簇放置于碳纳米管开口处进行高温退火,退火温度在1100 K左右,Au团簇部分Au原子进入碳纳米管管内,吸入碳纳米管中的Au原子形成壳层螺旋结构的Au纳米线,管外Au团簇呈无定形结构. 然后将吸附了Au团簇的碳纳米管与Au电极进行熔接,高温退火后,碳纳米管与Au电极表面之间形成了稳固的熔接,熔接最佳温度在800 K左右.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10974166, 10774127)、教育部科技创新工程重大项目培育基金(批准号: 708068)和湖南省教育厅重点项目(批准号: 09A094)资助的课题.
    [1]

    Iijima S 1991 Nature 354 56

    [2]

    Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus M 1999 Physical Properties of Carbon Nanotubes (London: Imperial College Press) p2

    [3]

    Li J, Zhang Q, Peng N, Zhu Q 2005 Appl. Phys. Lett. 86 153116

    [4]

    Yu M, Lourie O, Dyer M, Moloni K, Kelly T, Ruoff R 2000 Science 287 637

    [5]

    Yu M, Dyer M, Skidmore G, Rohrs H, Lu X, Ausman K, Ehr J, Ruoff R 1999 Nanotechnology 10 244

    [6]

    Madsen D, Mlhave K, Mateiu R, Rasmussen A, Brorson M, Jacobsen C, Bggild P 2003 Nano Lett. 3 47

    [7]

    Chen C, Yan L, Kong E, Zhang Y 2006 Nanotechnology 17 2192

    [8]

    Seo D, Kim H, Ryu J, Lee H 2009 J. Phys. Chem. C 113 10416

    [9]

    Andriotis A, Menon M, Gibson H 2008 IEEE Sens. J. 8 910

    [10]

    Andriotis A, Menon M 2008 Phys. Rev. B 78 235415

    [11]

    Menon M, Andriotis A, Froudakis G 2000 Chem. Phys. Lett. 320 425

    [12]

    Zhang K W, Zhong J X 2008 Acta Phys. Sin. 57 3679 (in Chinese) [张凯旺、钟建新 2008 物理学报 57 3679]

    [13]

    Zhu Y B, Bao Z, Cai C J, Yang Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 7833 (in Chinese) [朱亚波、鲍 振、蔡存金、杨玉杰 2009 物理学报 58 7833]

    [14]

    Meng L J, Zhang K W, Zhong J X 2007 Acta Phys. Sin. 56 1009 (in Chinese) [孟利军、张凯旺、钟建新 2007 物理学报 56 1009]

    [15]

    Li J, Zhang K W, Meng L J, Liu W L, Zhong J X 2008 Acta Phys. Sin. 57 382 (in Chinese) [李 俊、张凯旺、孟利军、刘文亮、钟建新 2008 物理学报 57 382]

    [16]

    Bao W X, Zhu C C 2006 Acta Phys. Sin. 55 3552 (in Chinese) [保文星、朱长纯 2006 物理学报 55 3552]

    [17]

    Zhang K W, Meng L J, Li J, Liu W L, Tang Y, Zhong J X 2008 Acta Phys. Sin. 57 4347 (in Chinese) [张凯旺、孟利军、李 俊、刘文亮、唐 翌、钟建新 2008 物理学报 57 4347]

    [18]

    Chen Z H, Yu Z Y, Lu P F, Liu Y M 2009 Chin. Phys. B 18 4591

    [19]

    Gong X J, Fang H P 2008 Chin. Phys. B 17 2739

    [20]

    Li R, Hu Y Z, Wang H, Zhang Y J 2008 Chin. Phys. B 17 4253

    [21]

    Xie F, Zhu Y B, Zhang Z H, Zhang L 2008 Acta Phys. Sin. 57 5833(in Chinese) [谢 芳、朱亚波、张兆慧、张 林 2008 物理学报 57 5833]

    [22]

    Tersoff J 1988 Phys. Rev. Lett. 61 2879

    [23]

    Tersoff J 1992 Phys. Rev. B 46 15546

    [24]

    Tersoff J, Ruoff R 1994 Phys. Rev. Lett. 73 676

    [25]

    Berber S, Kwon Y, Tomanek D 2000 Phys. Rev. Lett. 84 4613

    [26]

    Schelling P, Keblinski P 2003 Phys. Rev. B 68 35425

    [27]

    Cleri F, Rosato V 1993 Phys. Rev. B 48 22

    [28]

    Massobrio C, Pontikis V, Martin G 1990 Phys. Rev. B 41 10486

    [29]

    Ju S, Lin J, Lee W 2004 Nanotechnology 15 1221

    [30]

    Ju S, Weng M, Sun S, Lin J, Lee W 2007 Nanotechnology 18 205706

    [31]

    Coura P, Legoas S, Moreira A, Sato F, Rodrigues V, Dantas S, Ugarte D, Galvo D 2004 Nano Lett. 4 1187

    [32]

    Luedtke W, Landman U 1999 Phys. Rev. Lett. 82 3835

    [33]

    Arcidiacono S, Walther J, Poulikakos D, Passerone D, Koumoutsakos P 2005 Phys. Rev. Lett. 94 105502

  • [1]

    Iijima S 1991 Nature 354 56

    [2]

    Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus M 1999 Physical Properties of Carbon Nanotubes (London: Imperial College Press) p2

    [3]

    Li J, Zhang Q, Peng N, Zhu Q 2005 Appl. Phys. Lett. 86 153116

    [4]

    Yu M, Lourie O, Dyer M, Moloni K, Kelly T, Ruoff R 2000 Science 287 637

    [5]

    Yu M, Dyer M, Skidmore G, Rohrs H, Lu X, Ausman K, Ehr J, Ruoff R 1999 Nanotechnology 10 244

    [6]

    Madsen D, Mlhave K, Mateiu R, Rasmussen A, Brorson M, Jacobsen C, Bggild P 2003 Nano Lett. 3 47

    [7]

    Chen C, Yan L, Kong E, Zhang Y 2006 Nanotechnology 17 2192

    [8]

    Seo D, Kim H, Ryu J, Lee H 2009 J. Phys. Chem. C 113 10416

    [9]

    Andriotis A, Menon M, Gibson H 2008 IEEE Sens. J. 8 910

    [10]

    Andriotis A, Menon M 2008 Phys. Rev. B 78 235415

    [11]

    Menon M, Andriotis A, Froudakis G 2000 Chem. Phys. Lett. 320 425

    [12]

    Zhang K W, Zhong J X 2008 Acta Phys. Sin. 57 3679 (in Chinese) [张凯旺、钟建新 2008 物理学报 57 3679]

    [13]

    Zhu Y B, Bao Z, Cai C J, Yang Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 7833 (in Chinese) [朱亚波、鲍 振、蔡存金、杨玉杰 2009 物理学报 58 7833]

    [14]

    Meng L J, Zhang K W, Zhong J X 2007 Acta Phys. Sin. 56 1009 (in Chinese) [孟利军、张凯旺、钟建新 2007 物理学报 56 1009]

    [15]

    Li J, Zhang K W, Meng L J, Liu W L, Zhong J X 2008 Acta Phys. Sin. 57 382 (in Chinese) [李 俊、张凯旺、孟利军、刘文亮、钟建新 2008 物理学报 57 382]

    [16]

    Bao W X, Zhu C C 2006 Acta Phys. Sin. 55 3552 (in Chinese) [保文星、朱长纯 2006 物理学报 55 3552]

    [17]

    Zhang K W, Meng L J, Li J, Liu W L, Tang Y, Zhong J X 2008 Acta Phys. Sin. 57 4347 (in Chinese) [张凯旺、孟利军、李 俊、刘文亮、唐 翌、钟建新 2008 物理学报 57 4347]

    [18]

    Chen Z H, Yu Z Y, Lu P F, Liu Y M 2009 Chin. Phys. B 18 4591

    [19]

    Gong X J, Fang H P 2008 Chin. Phys. B 17 2739

    [20]

    Li R, Hu Y Z, Wang H, Zhang Y J 2008 Chin. Phys. B 17 4253

    [21]

    Xie F, Zhu Y B, Zhang Z H, Zhang L 2008 Acta Phys. Sin. 57 5833(in Chinese) [谢 芳、朱亚波、张兆慧、张 林 2008 物理学报 57 5833]

    [22]

    Tersoff J 1988 Phys. Rev. Lett. 61 2879

    [23]

    Tersoff J 1992 Phys. Rev. B 46 15546

    [24]

    Tersoff J, Ruoff R 1994 Phys. Rev. Lett. 73 676

    [25]

    Berber S, Kwon Y, Tomanek D 2000 Phys. Rev. Lett. 84 4613

    [26]

    Schelling P, Keblinski P 2003 Phys. Rev. B 68 35425

    [27]

    Cleri F, Rosato V 1993 Phys. Rev. B 48 22

    [28]

    Massobrio C, Pontikis V, Martin G 1990 Phys. Rev. B 41 10486

    [29]

    Ju S, Lin J, Lee W 2004 Nanotechnology 15 1221

    [30]

    Ju S, Weng M, Sun S, Lin J, Lee W 2007 Nanotechnology 18 205706

    [31]

    Coura P, Legoas S, Moreira A, Sato F, Rodrigues V, Dantas S, Ugarte D, Galvo D 2004 Nano Lett. 4 1187

    [32]

    Luedtke W, Landman U 1999 Phys. Rev. Lett. 82 3835

    [33]

    Arcidiacono S, Walther J, Poulikakos D, Passerone D, Koumoutsakos P 2005 Phys. Rev. Lett. 94 105502

  • [1] 张然, 吕超, 肖鑫泽, 骆杨, 何艳, 徐颖. 金电极的激光组装制备研究. 物理学报, 2014, 63(7): 074205. doi: 10.7498/aps.63.074205
    [2] 李 俊, 张凯旺, 孟利军, 刘文亮, 钟建新. 碳纳米管表面金纳米颗粒的形成与结构转变. 物理学报, 2008, 57(1): 382-386. doi: 10.7498/aps.57.382
    [3] 孟利军, 张凯旺, 钟建新. 硅纳米颗粒在碳纳米管表面生长的分子动力学模拟. 物理学报, 2007, 56(2): 1009-1013. doi: 10.7498/aps.56.1009
    [4] 张凯旺, 孟利军, 李 俊, 刘文亮, 唐 翌, 钟建新. 碳纳米管内金纳米线的结构与热稳定性. 物理学报, 2008, 57(7): 4347-4355. doi: 10.7498/aps.57.4347
    [5] 李 瑞, 胡元中, 王 慧, 张宇军. 单壁碳纳米管在石墨基底上运动的分子动力学模拟. 物理学报, 2006, 55(10): 5455-5459. doi: 10.7498/aps.55.5455
    [6] 李明林, 林凡, 陈越. 碳纳米锥力学特性的分子动力学研究. 物理学报, 2013, 62(1): 016102. doi: 10.7498/aps.62.016102
    [7] 苏锦芳, 宋海洋, 安敏荣. 金纳米管力学性能的分子动力学模拟. 物理学报, 2013, 62(6): 063103. doi: 10.7498/aps.62.063103
    [8] 杨成兵, 解辉, 刘朝. 锂离子进入碳纳米管端口速度的分子动力学模拟. 物理学报, 2014, 63(20): 200508. doi: 10.7498/aps.63.200508
    [9] 谢 芳, 张 林, 朱亚波, 张兆慧. 碳纳米管振荡的分子动力学模拟. 物理学报, 2008, 57(9): 5833-5837. doi: 10.7498/aps.57.5833
    [10] 徐葵, 王青松, 谭兵, 陈明璇, 缪灵, 江建军. 形变碳纳米管选择通过性的分子动力学研究. 物理学报, 2012, 61(9): 096101. doi: 10.7498/aps.61.096101
    [11] 李瑞, 密俊霞. 界面接枝羟基对碳纳米管运动和摩擦行为影响的分子动力学模拟. 物理学报, 2017, 66(4): 046101. doi: 10.7498/aps.66.046101
    [12] 朱长纯, 保文星. 碳纳米管热传导的分子动力学模拟研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3552-3557. doi: 10.7498/aps.55.3552
    [13] 彭德锋, 江五贵, 彭川. 碳纳米管从硅基板上剥离的拉伸分子动力学模拟研究. 物理学报, 2012, 61(14): 146102. doi: 10.7498/aps.61.146102
    [14] 张建东, 杨春, 陈元涛, 张变霞, 邵文英. 金原子掺杂的碳纳米管吸附CO气体的密度泛函理论研究. 物理学报, 2011, 60(10): 106102. doi: 10.7498/aps.60.106102
    [15] 曹平, 罗成林, 陈贵虎, 韩典荣, 朱兴凤, 戴亚飞. 通量可控的双壁碳纳米管水分子泵. 物理学报, 2015, 64(11): 116101. doi: 10.7498/aps.64.116101
    [16] 李威, 冯妍卉, 陈阳, 张欣欣. 碳纳米管中点缺陷对热导率影响的正交试验模拟分析. 物理学报, 2012, 61(13): 136102. doi: 10.7498/aps.61.136102
    [17] 焦学敬, 欧阳方平, 彭盛霖, 李建平, 段吉安, 胡友旺. 碳纳米管对接成异质结器件的计算模拟. 物理学报, 2013, 62(10): 106101. doi: 10.7498/aps.62.106101
    [18] 李阳, 宋永顺, 黎明, 周昕. 碳纳米管中水孤立子扩散现象的模拟研究. 物理学报, 2016, 65(14): 140202. doi: 10.7498/aps.65.140202
    [19] 李萍剑, 张文静, 张琦锋, 吴锦雷. 接触电极的功函数对基于碳纳米管构建的场效应管的影响. 物理学报, 2006, 55(10): 5460-5465. doi: 10.7498/aps.55.5460
    [20] 谢根全, 夏 平. 基于微极性弹性力学的碳纳米管中波的传播特性. 物理学报, 2007, 56(12): 7070-7077. doi: 10.7498/aps.56.7070
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-05-16
  • 修回日期:  2010-09-30
  • 刊出日期:  2011-06-15

碳纳米管熔接金电极的分子动力学模拟

  • 1. 湘潭大学材料与光电物理学院,湘潭 411105
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10974166, 10774127)、教育部科技创新工程重大项目培育基金(批准号: 708068)和湖南省教育厅重点项目(批准号: 09A094)资助的课题.

摘要: 利用分子动力学模拟方法,研究了单壁碳纳米管与Au电极的高温熔接. 模拟结果表明,用端口吸附了Au团簇的碳纳米管在高温下能很好地与Au电极熔接. 首先将Au团簇放置于碳纳米管开口处进行高温退火,退火温度在1100 K左右,Au团簇部分Au原子进入碳纳米管管内,吸入碳纳米管中的Au原子形成壳层螺旋结构的Au纳米线,管外Au团簇呈无定形结构. 然后将吸附了Au团簇的碳纳米管与Au电极进行熔接,高温退火后,碳纳米管与Au电极表面之间形成了稳固的熔接,熔接最佳温度在800 K左右.

English Abstract

参考文献 (33)

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