Термодинамика квазиодномерных депозитов на углеродных наносвязках

Анотація

В рамках модели решеточного газа с использованием формализма функций Грина теоретически изучена низкотемпературная термодинамика гелия, адсорбированного во внешние канавки углеродных наносвязок. Предложенная модель описывает как формирование одномерного (1D) конденсата на дне канавок, так и образование двух вторичных цепочек в канавке (трехцепочечная структура) и, таким образом, оказывается адекватной для интерпретации поведения адсорбата в достаточно широкой области покрытий на начальной стадии осаждения. Получены температурные зависимости плотности депозита в первичной и вторичных цепочках. Энергия, теплоемкость и теплота адсорбции системы найдены как функции температуры, а также полной плотности одномерного адсорбата при различных значениях энергии связи с подложкой атомов, осажденных в первичные и вторичные позиции. Рассчитаны изотермы адсорбции (полная плотность адсорбата как функция внешнего давления) для различных температур. Представлены экспериментально измеренные изотермы адсорбции ⁴He, осажденного на связках одностеночных углеродных нанотрубок. Измерения проведены в области температур 2-15 К. Эти эксперименты, а также известные из литературы данные по изотермам адсорбции метана интерпретированы с использованием развитой в работе теоретической модели.