ساختار نانولوله کربنی/قسمت چهارم/سلول واحد

هندسه‌ی شبکه‌ی گرافن و بردار کایرال نه تنها قطر یک لوله، بلکه سلول واحد و تعداد اتم‌های کربن را نیز مشخص می‌کنند. بردار شبکه نانولوله، بردار T عمود بر بردار کایرال و با دوره تناوب انتقالی ‎t در جهت محور نانولوله است.

برای یک نانولوله با کایرالیته (n,m) بردار T برحسب بردارهای پایه‌ به صورت زیر مشخص می‌گردد:

    \[T =t_1 \vec a_1+t_2 \vec a_2\]

و با استفاده از این نکته که \vec C_h.\vec T=0 می‌توان عباراتی برای t_2 ‎و  t_1 به صورت زیر بدست آورد:

    \[‎{t_1} = \frac{{2m‎ + ‎n}}{{{N_R}}}\qquad‎ , ‎\qquad {t_2}=-\frac{2n+m}{N_R}\]

در این رابطه N_R بزرگترین مقسوم علیه مشترک 2m+n و 2n+m است.

طول بردار انتقال tبه صورت زیر داده می شود:

    \[‎‎t = \left| {\vec T} \right| = \sqrt 3 a\sqrt {{n^2}‎ + ‎nm‎ + ‎{m^2}}‎ ‎/{N_R}.\]

بنابر این سلول واحد نانولوله، توسط یک سطح استوانه ای با ارتفاع t  و قطر d_t تشکیل می شود.

    \[‎‎d_t = \left| {\vec C_h} \right| /\pi =  a\sqrt {{n^2}‎ + ‎nm‎ + ‎{m^2}}‎ ‎/\pi.\]

همچنین می توان رابطه ای برای تعداد اتم های کربن در یک سلول واحد بر حسب اعداد n و m بدست آورد:

    \[N_C = \left| {\vec C_h} \times \vec T \right| /  \left| {\vec a_1} \times \vec a_2 \right| =  4 ({n^2}‎ + ‎nm‎ + ‎{m^2})‎ ‎/N_R.\]

شکل زیر سلول واحد نانولوله ی زیگزاگ با کایرالیته ی (8,0)  را نشان می دهد.

2837605803216937138

برای این نانولوله با توجه به روابط بالا و با جایگذاری n=8 و m=0 داریم:

N_C=32

t=4.263 A^\circ

d_t=6.27 A^\circ

 



There are no comments yet

  • سلام , مهمان
  • خروج
  • ورود

    Or use one of these social networks

This site is protected by wp-copyrightpro.com