Low Temperature Physics: 45, 355 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5090095
Физика Низких Температур: Том 45, Выпуск 3 (Март 2019), c. 404-412    ( к оглавлению , назад )

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

E.V. Manzhelii, S.B. Feodosyev, and I.A. Gospodarev

B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine 47 Nauky Ave., Kharkiv 61103, Ukraine
E-mail: feodosiev@ilt.kharkov.ua

Received November 11, 2018

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.

Ключові слова: фононні спектри, фононна теплоємність, лінійний ланцюжок, локалізовані стани.