Полносимметричные колебания углеродной нанотрубки (5,5)

Abstract

Углеродные нанотрубки (УНТ) обладают уникальными механическими и электрическими свойствами, которые важны для приложений [1]. Их термо- и электропроводность определяются как необычной электронной структурой, так и фононными спектрами. Для характеризации УНТ методом комбинационного рассеяния света (КРС) используются их полносимметричные низкоэнергетическая дыхательная мода и высокоэнергетические тангенциальные моды, наблюдаемые в спектрах КРС [1]. На характер высокоэнергетических полносимметричных колебаний УНТ типа armchair оказывает существенное влияние пайерлсовская неустойчивость их геометрической структуры, которая приводит к димеризации химических связей при низких температурах. Однако расчет этого явления из первых принципов в настоящее время является практически невыполнимой задачей. Поэтому представляет интерес рас- смотрение полносимметричных колебаний УНТ типа armchair в рамках упрощенных моделей с привлечением надежно установленных экспериментальных данных. В данной работе рассматривается простая механическая модель полносимметричных колебаний УНТ (5,5), использующая всего лишь два имеющих ясный физический смысл параметра - жесткости двух, вообще говоря различающихся С-С-связей УНТ, величины которых в рамках этой модели могут быть определены по известным частотам полносимметричных мод УНТ. Цель работы - установить, как сказывается различие в длинах связей (димеризация) УНТ на полносимметричных колебаниях ее углеродного каркаса.