电场方向对一维断裂纳米通道连接处水桥结构的影响

作     者：孟现文 Meng Xian-Wen

作者机构：中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11605285) 中国矿业大学重点学科经费(批准号:2022WLXK17)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第9期

页      码：70-77页

摘      要：电场影响纳米通道内的水分子的电偶极矩取向,进而影响纳米通道内的水分子的传输.为了有效发掘水分子在纳米通道内的传输特点,必须研究更复杂的纳米通道结构.最新一种构造复杂纳米通道的方式是构造断裂纳米通道.在研究断裂纳米通道内的水分子的动力学特点时,通常是在零电场或单一电场方向下进行的,电场方向对断裂纳米通道内的水分子的影响机理尚不明确,这制约了部分场控分子器件的设计.为了探究该问题,本文采用分子动力学模拟方法,系统研究了电场方向从0°变化到180°的过程中,电场方向对完整纳米通道以及断裂长度分别为0.2和0.4 nm的断裂纳米通道内的水分子的占据数、传输、水桥、电偶极矩偏向等性质的影响.结果表明,在1 V/nm的电场强度作用下,这三种纳米通道内的水分子的占据数、传输等差别主要集中在电场方向与管轴夹角为90°时,此时完整纳米通道内能形成稳定的水链,断裂长度为0.2 nm的纳米通道的连接处能形成不稳定的水桥,而断裂长度为0.4 nm的纳米通道的连接处不能形成水桥.此外,模拟发现当电场极化方向与管轴夹角为90°时,增大电场的强度,断裂纳米通道连接处的水桥更容易断裂.

主 题 词：电场 断裂纳米通道 方向 

学科分类：07[理学] 070205[070205] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.73.20240027

馆 藏 号：203127749...