Акустические солитоны в геликоидах и спиральных нанолентах графена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено численное моделирование динамики локальных областей продольного сжатия в геликоидах графена и в спиральных углеродных нанолентах. Показано, что движение сверхзвукового акустического солитона с постоянной скоростью без излучения фононов может происходить только в геликоидах с поперечным радиусом R < 0.62 нм с безразмерной скоростью 1 < s < 1.4. В геликоидах большего радиуса и во всех спиральных углеродных нанолентах движение солитоноподобного возбуждения всегда сопровождается интенсивным излучением фононов (чем больше радиус спиральной структуры, тем сильнее излучение).

Об авторах

А. В Савин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова Российской академии наук;Российский экономический университет им. Г. В. Плеханова

Email: asavin@chph.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 117997, Moscow, Russia

О. И Савина

Российский экономический университет им. Г. В. Плеханова

Автор, ответственный за переписку.
Email: asavin@chph.ras.ru
117997, Moscow, Russia

Список литературы

  1. Y. Nakakuki, T. Hirose, H. Sotome, H. Miyasaka, and K. Matsuda, J. Amer. Chem. Soc. 140, 4317 (2018); https://doi.org/10.1021/jacs.7b13412.
  2. Y. Nakakuki, T. Hirose, and K. Matsuda, J. Amer. Chem. Soc. 140, 15461 (2018); https://doi.org/10.1021/jacs.8b09825.
  3. Y. Zhao, C. Zhang, D. D. Kohler, J. M. Scheeler, J. C. Wright, P. M. Voyles, and S. Jin, Science 370, 442 (2020); https://doi.org/10.1126/science.abc4284.
  4. S. Avdoshenko, P. Koskinen, H. Sevincli, A. A. Popov, and C. G. Rocha, Sci. Rep. 3, 1632 (2013); https://doi.org/10.1038/srep01632.
  5. T. Korhonen and P. Koskinen, AIP Advances 4, 127125 (2014); https://doi.org/10.1063/1.4904219.
  6. X. Zhang and M. Zhao, Sci. Rep. 4, 5699 (2014); https://doi.org/10.1038/srep05699.
  7. V. Atanasov and A. Saxena, Phys. Rev. B 92, 035440 (2015); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.035440.
  8. X. Xu, B. Liu, W. Zhao, Y. Jiang, L. Liu, W. Li, G. Zhang, and W. Q. Tian, Nanoscale 9, 9693 (2017); https://doi.org/10.1039/C7NR03432F.
  9. J. Tan, X. Zhang, W. Liu, X. He, and M. Zhao, Nanotechnology 29, 205202 (2018); https://doi.org/10.1088/1361-6528/aab1d9.
  10. V. V. Porsev, A. V. Bandura, S. I. Lukyanov, and R. A. Evarestov, Carbon 152, 755 (2019); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.06.036.
  11. Z.-P. Liu, Y.-D. Guo, X.-H. Yan, H.-L. Zeng, X.-Y. Mou, Z.-R. Wang, and J.-J. Wang, J. Appl. Phys. 126, 144303 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5118738.
  12. R. Thakur, P. K. Ahluwalia, A. Kumar, and R. Sharma, Physica E 129, 114638 (2021); https://doi.org/10.1016/j.physe.2021.114638.
  13. Z. Zhou, L. Yan, X.-M. Wang, D. Zhang, and J.-Y. Yan, Results Phys. 35, 105351 (2022); https://doi.org/10.1016/j.rinp.2022.105351.
  14. F. Xu, H. Yu, A. Sadrzadeh, and B. I. Yakobson, Nano Lett. 16, 34 (2016); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b02430.
  15. V. Porsev and R. Evarestov, Nanomaterials 13, 415 (2023); https://doi.org/10.3390/nano13030415.
  16. P. Sestak, J. Wu, J. He, J. Pokluda, and Z. Zhang, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 18684 (2015); https://doi.org/10.1039/c5cp02043c.
  17. H. Zhan, Y. Zhang, C. Yang, G. Zhang, and Y. Gu, Carbon, 120, 258 (2017); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.05.044.
  18. H. Zhan, G. Zhang, C. Yang, and Y. Gu, Nanoscale, 10, 18961 (2018); https://doi.org/10.1039/C8NR04882G.
  19. S. Norouzi and M. M. S. Fakhrabadi, Appl. Phys. A 125, 321 (2019); https://doi.org/10.1007/s00339-019-2623-8.
  20. C. Zhu, J. Ji, Z. Zhang, S. Dong, N. Wei, and J. Zhao, Mech. Mater. 153, 103683 (2021); https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2020.103683.
  21. R. Liu, J. Zhao, L. Wang, and N. Wei, Nanotechnology 31, 025709 (2020); https://doi.org/10.1088/1361-6528/ab4760.
  22. A. Shari an, A. Moshfegh, A. Javadzadegan, H. H. Afrouzi, M. Baghani, and M. Baniassadi, Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 12423 (2019); https://doi.org/10.1039/C9CP01361J.
  23. H. Li, H. H. Afrouzi, M. M. A. Zahra, B. S. Bashar, F. Fathdal, S. K. Hadrawi, A. Alizadeh, M. Hekmatifar, K. Al-Majdi, and I. Alhani, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 656, 130324 (2023); https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.130324.
  24. H. Zhan, G. Zhang, C. Yang, and Y. T. Gu, Phys. Chem. C 122, 7605 (2018); https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b00868.
  25. S. Norouzi and M. M. S. Fakhrabadi, J. Phys. Chem. Sol. 137, 109228 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2019.109228.
  26. A. Shari an, T. Karbaschi, A. Rajabpour, M. Baghani, J.Wu, and M. Baniassadi, Int. J. Heat Mass Transfer 189, 122719 (2022); https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.122719.
  27. V. F. Nesterenko, Philos. Trans. Royal Soc. A 376, 2127 (2018); https://doi.org/10.1098/rsta.2017.0130
  28. P. L. Christiansen, A. V. Zolotaryuk, and A. V. Savin, Phys. Rev. E 56, 877 (1997); https://doi.org/10.1103/PhysRevE.56.877.
  29. Y. Zolotaryuk, A. V. Savin, and P. L. Christiansen, Phys. Rev. B 57, 14213 (1998); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.14213.
  30. W. D. Cornell, W. P. Cieplak, C. I. Bayly, R. Gould, K. M. Merz, D. M. Ferguson, D. C. Spellmeyer, T. Fox, J. W. Caldwell, and P. A. Kollman, J. Amer. Chem. Soc. 117, 5179 (1995); https://doi.org/10.1021/ja00124a002.
  31. A. V. Savin, Yu. S. Kivshar, and B. Hu, Phys. Rev. B 82, 195422 (2010); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.195422.
  32. A. V. Savin and Y. S. Kivshar, Appl. Phys. Lett. 98, 193106 (2011); https://doi.org/10.1063/1.3590256.
  33. A. V. Savin and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. B 85, 125427 (2012); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.125427.
  34. A. V. Savin and Y. S. Kivshar, Sci. Rep. 7, 4668 (2017); https://10.1038/s41598-017-04987-w.
  35. S. J. Stuart, A. B. Tutein, and J. A. Harrison, J. Chem. Phys. 112 (14), 6472 (2000); https://doi.org/10.1063/1.481208.
  36. R. Setton, Carbon 34(1), 69 (1996); https://doi.org/10.1016/0008-6223(95)00136-0.

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах