바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")Nanosystems Research Division[연구 부서 이사 Yase Kiyoshi] Dynamic Process Simulation Research Group의 이사 인 Miyamoto Yoshiyuki는 일본 해양 연구 및 개발 기관의 "지구 시뮬레이터"를 사용한 수치 계산이며 매우 짧습니다펄스레이저 사용전자 흥분8543_8644
이 연구 결과를 기반으로Femtosecond 레이저탄소 나노 튜브
이 기술에 대한 세부 사항은 2012 년 5 월 22 일 (일본 시간)에 미국 아카데믹 저널 "National Academy of Sciences USA의 절차"(National Academy of Sciences의 절차)는 전자 버전에 출판됩니다
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요약 다이어그램 (상단) 반도체 탄소 나노 튜브에 캡슐화 된 2 개의 아세틸렌 에볼루션 바카라
(하단) 레이저 조사 후 탄소 나노 튜브에서 에볼루션 바카라의 협력 회전 운동
(회전 운동 중 탄소 나노 튜브의 구조는 생략 됨) |
금속 및 유기 에볼루션 바카라가 탄소 나노 튜브 (CNT)의 중공 구조에 캡슐화 될 수 있음을 실험적으로 발견 하였다 캡슐화 된 에볼루션 바카라의 광 화학적 반응에 의해 새로운 재료를 합성하기 위해 테스트 튜브 인 것처럼 나노 튜브를 사용하는 것이 예상된다
에볼루션 바카라는 비열 구조적 변화를 일으키기 위해 초-쇼트 펄스 레이저를 사용하여 전자적으로 흥분 될 수 있으며, 가상 에볼루션 바카라에 빛나는 빛이 아니라 CNT에 함유되고 빛나는 빛이있는 경우 광 조사 효율이 더 높아질 것으로 예상된다 그러나 CNT의 존재로 인한 광전장의 변조는 무엇입니까, 아니면 CNT 내부의 좁은 공간에서 어떤 경우가 있습니까?Dynamics발생합니다 따라서 우리는 전자와 핵의 역학을 동시에 처리 할 수 있습니다첫 번째 원칙 계산를 사용하여, 나노 튜브에 캡슐화 된 아세틸렌 에볼루션 바카라의 경우 울트라-쇼트 펄스 레이저 조사의 효과를 조사 하였다 나노 튜브 내 아세틸렌 에볼루션 바카라의 캡슐화는 에볼루션 바카라 저장 외에 아세틸렌 중합체 중합의 가능성 측면에서 흥미로운 문제였다
AIST는 산업에 기여하고 이러한 목적을위한 기초가 될 지식을 구축하는 CNT를위한 혁신적인 기술을 개발하고 수치 계산을 통해 CNT의 속성을 예측할 수있는 첫 번째 원리 계산 기술을 사용하여 연구를 진행하고 있습니다
이 연구는 2011 년 일반 공공 채용 프로젝트에서 "일본 해양 연구 및 개발 기관이 소유 한 지구 시뮬레이터를 활용하는"탄소 나노 튜브 (Advanced Information Science and Technology), 고급 정보 과학 기술 연구소 (Teshima Shogo)가 대표하는 대규모 시뮬레이션 "에서 수행되었습니다 이 연구는 또한 중화 인민 공화국 사천 대학교에서도 수행되었습니다Hong Zhang스페인 파이즈 바스코 교수 및 대학교Angel Rubio교수와의 공동 연구에서 AIST는 지구 시뮬레이터를 사용하여 수치 계산을 담당했습니다
이 연구에서, CNT에 캡슐화 된 에볼루션 바카라의 전자 여기 후의 역학은 CNT의 축에 수직 인 편광 방향으로도 1에 도시 된 것과 같은 파형을 갖는 초고준 펄스 레이저로 조사되었다
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| 그림 1 아세틸렌 에볼루션 바카라를 함유하는 CNT에 적용되는 레이저 전기장의 펄스 파형 및 편광 방향 |
이 계산에 사용 된 (14,0) CNT는 반도체와 같은 전자 구조를 가지므로 전기장을 차폐하지 않고 내부의 중공 부분으로 전송할 수 있습니다 반면에, 금속 나노 튜브는 빠르게 움직여 빛의 전기장을 차단합니다) 아세틸렌 에볼루션 바카라의 직경은 이량 체를 캡슐화 할 수있을 정도로 크며, 그림 1에 표시된 파형에 레이저 펄스를 이들 에볼루션 바카라에 적용하여 역학을 얻는 방법을 조사했습니다 (파장 : 800 Nm, 2fs) 이 레이저 파형은 전기장이 오랫동안 특정 방향에있는 특수한 상황에 있으며, 광전전에 정상적인 사인파와 같은 양방향 방향이 없다는 사실이 특징입니다
비교를 위해, 기체 아세틸렌 에볼루션 바카라의 역학은도 1에 도시 된 펄스 파형을 사용하여 검증되었고, 펄스의 적용 후 에볼루션 바카라로부터 즉시 탈착 된 에볼루션 바카라의 수소 원자가 발견되었다 또한, (14,0) CNT와 마찬가지로, 2 개의 아세틸렌 에볼루션 바카라가 포함된다Dimer의 구조를 사실상 가정 하였다 이 경우, 단일 에볼루션 바카라와는 달리, 탄소 원자 및 수소 원자로 인한 C-H 결합은 진자처럼 진동하는 동안 탈착 된 것으로 밝혀졌다 또한, 수치 계산은 아세틸렌 이량 체가 내부에있을 때 동일한 펄스가 적용되는 흥미로운 현상을 보여줍니다 위에서 언급 한 바와 같이 C-H 결합의 진자 운동은 반대 방향으로 유도되며, 탈착은 억제됩니다 이는 펄스 레이저에 의해 생성 된 전기장이 CNT의 벽에서의 반응에 의해 조절되었으며, 간접적으로 공간적으로 불균일 함을 시사한다 그림에서 도 2, 아세틸렌 이량 체는 CNT 축에 수직 인 단면에 도시되어 있으며, 분리 된 에볼루션 바카라, 분리 된 이량 체 및 CNT에 캡슐화 된 이량 체의 역학 결과를 보여준다
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| 1 개의 분리 된 아세틸렌 에볼루션 바카라, 2 개의 아세틸렌 에볼루션 바카라 및 레이저 펄스 적용 후 CNT에 캡슐화 된 2 개의 아세틸렌 에볼루션 바카라의 모션 |
추가 시뮬레이션을 통해, 우리는 두 아세틸렌 에볼루션 바카라의 회전 운동을 추적하기 위해 오랜 시간을 수행했습니다 무화과 도 3은 다른 최대 전기장 강도를 갖는 레이저 펄스 응용의 결과를 비교한다 두 경우 모두, 두 에볼루션 바카라의 아세틸렌 에볼루션 바카라 (도 2에서 회색 반원으로 표시됨)를 조정 된 회전 운동에서 구성하는 탄소 원자 (CC 결합 축)의 결합 축 (CC 결합 축)을 알 수있다 이 시간 동안, C-H 진 진자 운동과 C-H 스트레칭 운동 사이에는 상관 관계가 없지만, 삼중 결합을 갖는 C-C 결합의 역학이 오랫동안 일정하게 유지되고,이 시간 동안 펄스 레이저 적용에 의해 유발 된 전자의 여기 상태가 유지되기 때문에, 이들 두 에볼루션 바카라 사이의 반응성이 높을 것으로 예상된다 C-H 항비 특성은 유지 된 여기 상태로 인해 시뮬레이션 시간 동안 관찰되었으며, 최대 전기장 강도가 12V/Å 일 때 수소 원자가 2 개의 아세틸렌 에볼루션 바카라 중 하나에서 나왔다는 시뮬레이션되었다 이 경우 결함이 결국 CNT에 도입 될 것으로 알려져 있습니다
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그림 3 펄스 레이저 적용 후 반도체 내부의 아세틸렌 이량 체의 역학
작은 원은 수소 원자입니다 (CNT 구조 생략) |
앞으로 수치 계산을 사용하여 CNT에 둘러싸인 에볼루션 바카라의 최고 화학 반응 효율에 대한 조건을 계속 탐색하고 새로운 저 차원 물질의 설계 및 합성에 대한 연구를 가속화 할 것입니다 또한 CNT 외에다공성 재료에서 동일한 효과가 발견되는지 조사 할 것입니다 또한 펄스 레이저를 사용하여 테스트 튜브 인 CNT의 손상시 CNT Spirality 의존성이 필요하지 않은지 여부를 조사합니다