Phonon spectra and vibrational heat capacity of quasi-one-dimensional structures formed by rare gas atoms on the surface of carbon nanotube bundles

Анотація

Вивчено особливості фононних спектрів, а також їх вплив на коливальну теплоємність лінійних ланцюжків атомів інертних газів, які адсорбовані на підкладку, що є поверхнею пов'язаних в нанобандл нанотрубок. Вплив підкладки призводить як до зміщення нижньої межі спектра ланцюжка від нуля, так і до виникнення механічної напруги в ланцюжку (його розтягування або стиснення). Показано, що у випадку стислого ланцюжка нецентральна взаємодія між атомами від’ємна (носить характер відштовхування), що призводить до зміщення нижньої межі спектра поперечних коливань в область низьких частот і до зменшення довжини ділянки на температурній залежності теплоємності, на якому ця залежність близька до експоненційної. Дефекти структури нанобандла можуть зумовити зміну відстаней між атомами ланцюжка. Як аналітично, так і чисельно показано, що внаслідок цього у фононному спектрі ланцюжка можуть виникнути дискретні рівні з частотами, які розташовані як вище, так і нижче смуги квазібезперервного спектра. Дискретні рівні з частотами нижче смуги квазібезперервного спектра призводять до подальшого скорочення температурного інтервалу, на якому температурна залежність теплоємності близька до експоненційної.