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캡슐화된 나노와이어 탄소나노튜브 오실레이터에 대한 연구
A Study of Carbon Nanotube Oscillator Encapsulating Nanowire 원문보기

한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집, 2006 Nov. 02, 2006년, pp.154 - 157  

이준하 (상명대학교 컴퓨터시스템공학과) ,  김형진 (상명대학교 나노시스템연구센터) ,  김정환 (상명대학교 나노시스템연구센터) ,  주아영 (상명대학교 나노시스템연구센터) ,  이흥주 (상명대학교 정보디스플레이연구소)

초록
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구리 나노와이어를 캡슐로 싼 탄소 나노튜브 오실레이터에 대한 특성을 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 분석하였다. 탄소-탄소 반데르발스 상호작용으로 인한 초과 힘은 탄소-구리 반데르발스 상호작용에 의한 초과 힘보다 더 크고 구리 원자의 질량이 탄소 원자의 질량보다 더 크기 때문에 탄소 원자는 구리 원자보다 더 쉽게 촉진되고 안쪽 나노튜브와 캡슐로 들어간 구리 나노와이어 사이의 충돌은 전체 초과 힘을 감소시키는 반발 힘을 만든다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 그러므로, 모든 MD 시뮬레이션의 바깥쪽 CNT에 대해 그 덩어리의 중심은 매 MD 단계마다 위치를 재설계함으로써 끊임없이 유지시켰다. 가운데 CNT는 당초에 일반 구조로부터 바꾸어 놓고서 진동 주파수(f)는 300ps 동안의 MD 시뮬레이션으로 획득한 데이터를 사용하여 FFT 변환을 함으로써 분석했다.
  • 구리 나노와이어를 둘러싼 이중벽 CNT 오실레이터는 MD 시뮬레이션을 통해 연구되었다. C-C vdW 상호작용으로 인한 초과 힘이 Cu-C 상호작용으로 인한 초과 힘보다 더 크고 구리 원자의 질량이 탄소 원자의 질량보다 더 크기 때문에 탄소 원자는 구리 원자보다 더 쉽게 촉진되었다.
  • 구리 나노와이어를 둘러싼 이중벽 CNT 오실레이터에 대한 MD 시뮬레이션을 수행하기 위해서 우리는 두 가지 실험에 근거를 둔 전위식을 사용했다[9, 10]. 탄소-탄소 상호작용에 대해서는 탄소체계에서 폭넓게 적용되고 있는 Tersoff-Brenner 전위식을 사용했다.
  • Cu@(10,10)(5,5) CNT 오실레이터에 대한 구리 나노와이어와 바깥쪽 (10,10) CNT 사이에 상호작용은 연구되었다. 구리 원자가 (5,5) CNT와 상호작용할 때의 MD 시뮬레이션 결과는 구리 원자가 (5,5)와 (10,10) CNT 모두와 상호작용할 때의 결과와 비교했다.
  • 자기 물질을 둘러싼 다중벽 CNT는 외부 자기영역에 의해 일어나게 된 CNT 오실레이터에 대한 전위를 지녔다. 본 논문에서는 M@CNT 오실레이터는 일반적인 MD 시뮬레이션을 사용해서 연구했다. 구리 나노와이어를 둘러싼 이중벽 CNT 오실레이터의 진동동작은 고찰되었고, 종속물질 진동변화는 둘러싸인 나노와이어가 둘러싼 CNT 모양을 변화시킬 때 일반적인 진동 이론을 사용해 추정될 수 없었다.
  • 이중벽 CNT 오실레이터의 MD 시뮬레이션 결과는 최초의 변위를 가지고 구리 나노와이어를 둘러싼 이중벽 CNT 오실레이터와 비교했다. 그림 2와 3은 각각 13Å의 최초 변위를 가진 Cu@(10,10)(5,5) CNT와 10Å의 최초 변위를 가진 Cu@(15,15)(10,10) CNT에 대한 결과를 보여준다.
  • 277Å 파라미터를 가졌고 컷오프 거리가 2:2s가 되는 간단한 LJ12-6 전위 식을 사용했다 [13]. 전위식의 파라미터는 실험실 온도에서 알고있는 실험에 의한 결합 에너지 값과 일정한 결정격자로부터 결정했다. Agrawal은 Lennard-Jones 전위식을 사용함으로써 구리의 활성 에너지와 이전의 전형적인 자기 확산이 다른 실험과 이론에 의한 데이터와 매우 일치한다는 것을 보여줬다.

대상 데이터

  • (10,10)(5,5)와 (15,15)(10,10)의 두가지 이중벽 CNT로 고찰했다. 3nm의 길이를 가진 500개와 750개의 원자로 구성된 (15,15)와 (10,10)의 바깥쪽 CNT를 열고 3.3nm의 길이를 가진 270개와 640개의 원자로 구성된 (5,5)와 (10,10)의 안쪽 CNT를 덮었다. 그림.
  • 1은 구리 나노와이어를 둘러싼 이중벽 CNT의 원자구조를 보여준다. 46개와 330개의 원자로 구성되어 있는 구리 나노와이어는 armchair CNT로 둘러싼 최적화된 구리 나노와이어를 연구한 이전의 연구로부터 획득했다 [14]. 최초의 구조는 단련하는 시뮬레이션을 함으로써 조금씩 나아지게 되었다.

이론/모형

  • 탄소-구리에 대한 10Å의 컷오프 거리를 가진 LJ12-6 전위식이 탄소-구리 결합을 연구하기 위해 일반적인 분자동역학 시뮬레이션을 사용했다 [12]. 이 연구에서는 구리-구리의 상호작용이 주된 관심사가 아니기 때문에 ℇ carbon=0.415eV, σcarbon=2.277Å 파라미터를 가졌고 컷오프 거리가 2:2s가 되는 간단한 LJ12-6 전위 식을 사용했다 [13]. 전위식의 파라미터는 실험실 온도에서 알고있는 실험에 의한 결합 에너지 값과 일정한 결정격자로부터 결정했다.
  • LJ12-6 전위식의 컷오프 거리는 10Å이다. 탄소-구리에 대한 10Å의 컷오프 거리를 가진 LJ12-6 전위식이 탄소-구리 결합을 연구하기 위해 일반적인 분자동역학 시뮬레이션을 사용했다 [12]. 이 연구에서는 구리-구리의 상호작용이 주된 관심사가 아니기 때문에 ℇ carbon=0.
  • 구리 나노와이어를 둘러싼 이중벽 CNT 오실레이터에 대한 MD 시뮬레이션을 수행하기 위해서 우리는 두 가지 실험에 근거를 둔 전위식을 사용했다[9, 10]. 탄소-탄소 상호작용에 대해서는 탄소체계에서 폭넓게 적용되고 있는 Tersoff-Brenner 전위식을 사용했다. 탄소의 광범위한 상호작용은 Mao로부터 획득한 파라미터를 가진 Lennard-Jones 12-6(LJ12-6) 전위식을 가지고 특성을 기술했다 [11].
  • 탄소-탄소 상호작용에 대해서는 탄소체계에서 폭넓게 적용되고 있는 Tersoff-Brenner 전위식을 사용했다. 탄소의 광범위한 상호작용은 Mao로부터 획득한 파라미터를 가진 Lennard-Jones 12-6(LJ12-6) 전위식을 가지고 특성을 기술했다 [11]. 이 연구에서 LJ12-6 전위식에 대한 파라미터는 각각 ℇcarbon=0.
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