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石墨帶的結構與力常數模型

發布時間:2019-07-16  閱讀:915次
石墨帶的結構與力常數模型
 石墨帶的結構可以直接從石墨片中切割而來,如圖1所示.Y方向是切割方向,切割后的石墨邊緣采用理論研究中通常使用的扶手椅型(圖1 (a>)和鋸齒型結構(圖1 (b.在石墨帶的x方向上,采用周期性邊界條件.在切割時,首先構建一個最小的周期性原胞,如實線方框所示,然后沿Y方向重復n個周期.這里,我們采用與碳納米管相似的表示方式,即扶手椅型(Cn, n)和鋸齒型(n, 0石墨帶.由于最小周期性原胞中僅包含4個原子,因而扶手椅型和鋸齒型石墨帶的原胞內的原子個數4n.石墨帶中的C -C鍵長選取為0. 142 nm,與石墨類似.因為沒用氫飽和的石墨帶即使在2000 K以上也是穩定的,所以在切割模型的兩邊我們未考慮氫的飽和.
    在聲子色散關系的計算中,最為重要的步驟是原子間相互作用勢模型的選取.在我們的計算中,采用的勢模型是包含IZ個參數的力常數模型!這個模型中,每一個原子與近鄰原子之間的相互作用考慮到第四近鄰,原子間相互作用分為徑向、平面內垂直于徑向和垂直于平面方向的力常數.根據任意兩個原子間的位置坐標,即可通過么正變換確定兩個原子之間的力常數矩陣,從而得到整個體系的動力學矩陣.該模型已經被廣泛用于石墨片、石墨和碳納米管的聲子色散關系的計算!17, lA},計算結果很好地解釋了石墨的低能電子衍射、中子散射和碳納米管的拉曼散射譜等實驗結果.因此,選用適合于石墨、碳納米管的力常數模型來計算石墨帶的聲子色散關系將是合適的。
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