アブイニシオによる炭素ナノチューブの構造的、弾性的、振動的特性

異なる半径とキラリティを持つ単層炭素ナノチューブの構造的、弾性的、振動的特性について、アブイニシオ計算に基づく研究が示されている。これらの特性は擬ポテンシャル‐密度関数理論の実装を用いて得られ、大規模な原子数を持つ系の計算を可能にしている。様々な量がチューブの半径に対して監視される。グラファイトに基づく期待の妥当性が、いくつかの偏差が炭素軌道の曲率による再混成に関連して現れる小さな半径まで探究される。ヤング率はグラファイトに非常に類似しており、半径やキラリティによる系統的な変化を示さない。ポアソン比も小さな半径に対してわずかな減少を除き、グラファイトの値を保持している。しかしながら、キラリティ依存性を示している。呼吸モード、ツイストン、高周波光学モードといった特性フォノン分岐の挙動も研究され、後者はバンドの最上部で小さなキラリティ依存性を示す。結果は単純なゾーン折りたたみ近似の予測と比較される。低頻度の振動領域におけるゾーン折りたたみ手法の既知の欠点を除けば、比較的小さな半径に対してもかなり正確な結果を提供している。