Эндоэдральные комплексы углеродных нанотрубок с литием при конечных температурах

Abstract

Методами первопринципной молекулярной динамики моделируются строение и динамические свойства углеродных нанотрубок, содержащих в полости атомы лития, в диапазоне температур 100–700 К. Показано, что основные закономерности в строении таких комплексов, выявленные ранее при T = 0 K, сохраняются также и при всех рассмотренных температурах. Изучен характер движения внедренных атомов в зависимости от их концентрации и температуры. Предсказывается, что при малых концентрациях движение атомов лития становится инфинитным при температурах, превышающих комнатные. В отличие от этого случая, при концентрациях, превышающих порог кластерообразования, движение кластеров лития инфинитно даже при самых низких из рассмотренных температур. First principle molecular dynamics method is used to simulate the structure and dynamic properties of carbon nanotubes with lithium atoms in a cavity at temperature range of 100–700 K. It is shown that basic patterns in the structure of these complexes, revealed at T = 0 K, are kept at all considered temperatures. The character of the motion of interstitial atoms depending on their concentration and temperature is studied. It is predicted that movement of atoms at low lithium concentrations becomes infinite at temperatures greater than 300 K. On the contrary, at concentrations above the threshold of clustering, the movement of clusters of lithium is infinite at the lowest of considered temperatures.