Compressed carbon nanotubes: a family of new multifunctional carbon allotropes.
Compressed carbon nanotubes: a family of new multifunctional carbon allotropes.
复制标题
压缩碳纳米管：一系列新型多功能碳同素异形体
DOI：
10.1038/srep01331
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发表时间：
2013
影响因子：
4.6
通讯作者：
Tian Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hu M;Zhao Z;Tian F;Oganov AR;Wang Q;Xiong M;Fan C;Wen B;He J;Yu D;Wang HT;Xu B;Tian Y
新型功能碳多晶型物的探索是科学研究的一个持久主题。在本文中，我们提出了模拟证明亚稳碳相的压力诱导碳纳米管聚合的结果。碳聚合物的构型、键合、电子和机械特性强烈地依赖于所施加的流体静压/非流体静压，以及原始碳纳米管的几何形状，包括直径、手性、堆叠方式和壁数。特别地，研究了流体静压/非流体静压下的转变过程，揭示了出乎意料的低转变势垒，并展示了sp2 → sp3键的变化以及电子性质的特殊振荡（例如，半导体→金属→半导体转变）。这些聚合的纳米管显示出多功能和上级物理性能，如超硬度、高拉伸强度和延展性以及可调的电子性能（半导体或金属）。
The exploration of novel functional carbon polymorphs is an enduring topic of scientific investigations. In this paper, we present simulations demonstrating metastable carbon phases as the result of pressure induced carbon nanotube polymerization. The configuration, bonding, electronic and mechanical characteristics of carbon polymers strongly depend on the imposed hydrostatic/non-hydrostatic pressure, as well as on the geometry of the raw carbon nanotubes including diameter, chirality, stacking manner and wall number. Especially, transition processes under hydrostatic/non-hydrostatic pressure are investigated, revealing unexpectedly low transition barriers and demonstratingsp2→sp3bonding changes as well as peculiar oscillations of electronic property (e.g., semiconducting→metallic→semiconducting transitions). These polymerized nanotubes show versatile and superior physical properties, such as superhardness, high tensile strength and ductility and tunable electronic properties (semiconducting or metallic).
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