Бистабильность многостенных углеродных нанострубок, расположенных на плоских подложках

Исследованы стационарные состояния многостенных углеродных нанотрубок. Численное моделирование показало, что при достаточно больших диаметрах нанотрубки становятся бистабильными системами. Независимо от взаимодействия с подложками они могут находится в двух устойчивых состояниях: в открытом, имеющим внутреннюю полость, и в схлопнутом (коллапсированном) состоянии. Взаимодействие с плоской подложкой приводит к сплющиванию нанотрубки, делая энергетически более выгодным еe переход в схлопнутое состояние (чем сильнее взаимодействие, тем более выгодным становиться переход). Показано, что изменение формы многослойной нанотрубки из-за еe взаимодействия с подложкой или вследствие еe коллапса приводит к резкому увеличению числа еe коллективных собственных колебаний, в которых уже участвуют все еe слои. Получен энергетический профиль перехода между стационарными состояниями нанотрубки, который является сильно несимметричным двухъямным потенциалом, с первым узким минимумом, соответствующим схлопнутому состоянию, и со вторым широким минимумом, соответствующим открытому состоянию нанотрубки.