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石墨带的结构与力常数模型

发布时间:2019-07-16  阅读:805次
石墨带的结构与力常数模型
 石墨带的结构可以直接从石墨片中切割而来,如图1所示.Y方向是切割方向,切割后的石墨边缘采用理论研究中通常使用的扶手椅型(图1 (a>)和锯齿型结构(图1 (b.在石墨带的x方向上,采用周期性边界条件.在切割时,首先构建一个最小的周期性原胞,如实线方框所示,然后沿Y方向重复n个周期.这里,我们采用与碳纳米管相似的表示方式,即扶手椅型(Cn, n)和锯齿型(n, 0石墨带.由于最小周期性原胞中仅包含4个原子,因而扶手椅型和锯齿型石墨带的原胞内的原子个数4n.石墨带中的C -C键长选取为0. 142 nm,与石墨类似.因为没用氢饱和的石墨带即使在2000 K以上也是稳定的,所以在切割模型的两边我们未考虑氢的饱和.
    在声子色散关系的计算中,最为重要的步骤是原子间相互作用势模型的选取.在我们的计算中,采用的势模型是包含IZ个参数的力常数模型!这个模型中,每一个原子与近邻原子之间的相互作用考虑到第四近邻,原子间相互作用分为径向、平面内垂直于径向和垂直于平面方向的力常数.根据任意两个原子间的位置坐标,即可通过么正变换确定两个原子之间的力常数矩阵,从而得到整个体系的动力学矩阵.该模型已经被广泛用于石墨片、石墨和碳纳米管的声子色散关系的计算!17, lA},计算结果很好地解释了石墨的低能电子衍射、中子散射和碳纳米管的拉曼散射谱等实验结果.因此,选用适合于石墨、碳纳米管的力常数模型来计算石墨带的声子色散关系将是合适的。
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