| 单层石墨莫比乌斯纳米带的形成判据和能量变化 |
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| 作者姓名： | 庞刚 唐少强 孙强 |
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| 作者单位： | ① 北京大学力学与空天技术系, 北京大学工学院, 北京 100871;
② 北京大学应用物理与技术研究中心, 北京 100871;
③ 北京大学先进材料与纳米技术系, 北京大学工学院, 北京 100871 |
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| 基金项目： | 教育部新世纪优秀人才支持计划（编号：NCET-06-0011）和博士点基金（编号：200800010013）资助项目 |
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| 摘 要： | 莫比乌斯带是一种无向的几何面,从带面上任何一点出发都可到达带面上任何一点.可以通过对一个二维矩形带的扭转对接得到莫比乌斯带.单层石墨纳米材料Graphene的发现为研究莫比乌斯带提供了一个真实的物理模型.然而与纯粹几何面不同,在Graphene莫比乌斯带结构中碳原子分布是离散的,由于平面Graphene的平衡键长约为1.42,在形成莫比乌斯带后键长将发生一定变化,这就使得并非对于任意数目的碳原子Graphene平面都会形成相应的莫比乌斯带结构.这里有两个基本问题需要回答：（ⅰ）平面Graphene形成莫比乌斯带需要满足什么条件.（ⅱ）当平面Graphene形成莫比乌斯带之后,由于键长键角的变化引起的能量变化是怎样的.本文第一次系统地研究了这一体系.根据Lindemann判据,我们发现当平面Graphene的横纵单元数之比小于7时,不存在满足我们假设的莫比乌斯带,当Graphene的横纵单元数之比大于50时,存在满足我们假设的莫比乌斯带.当Graphene的横纵单元数之比处于7～50之间时,我们给出了判别莫比乌斯带存在性的计算方法.应用遗传算法我们发现,随着原子数的增加,由平面Graphene变化到莫比乌斯带所产生的弹性形变能是呈指数递减的.
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| 关 键 词： | 单层石墨纳米结构 莫比乌斯带 林德曼判据 弹性能量 遗传算法 |
| 收稿时间： | 2008-08-25 |
| 修稿时间： | 2009-06-09 |
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