The effect of time step, thermostat, and strain rate on ReaxFF simulations of mechanical failure in diamond, graphene, and carbon nanotube

Journal of Computational Chemistry

Volumn 36, Issue 21, 2015, Pages 1587-1596

  Jensen, Benjamin D ^a,b   Wise, Kristopher E ^a   Odegard, Gregory M ^b  

^a NASA LANGLEY RESEARCH CENTER   (United States)

^b Michigan Technological University   (United States)

Author keywords

fracture; mechanical properties; molecular dynamics; molecular modeling; SWNT

Indexed keywords

CARBON NANOTUBES; CHEMICAL BONDS; FAILURE (MECHANICAL); FRACTURE; FRACTURE MECHANICS; GRAPHENE; MATERIALS PROPERTIES; MECHANICAL PROPERTIES; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR MODELING; REACTION KINETICS; THERMOSTATS; YARN;

CARBON BASED MATERIALS; COUPLING COEFFICIENT; MECHANICAL FAILURES; REACTIVE FORCE FIELD; STRESS-STRAIN BEHAVIORS; STRESS-STRAIN RESPONSE; SWNT; VARIOUS MODEL PARAMETERS;

STRAIN RATE;

EID: 84936996795     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.23970     Document Type: Article

References (61)

1. R. Khare, S. L. Mielke, J. T. Paci, S. Zhang, R. Ballarini, G. C. Schatz, T. Belytschko, Phys. Rev. B 2007, 75, 075412.
2. J. T. Paci, T. Belytschko, G. C. Schatz, Phys. Rev. B 2006, 74, 184112.
3. T. Dumitrica, M. Hua, B. I. Yakobson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 6105.
4. S. L. Mielke, D. Troya, S. Zhang, J. L. Li, S. P. Xiao, R. Car, R. S. Ruoff, G. C. Schatz, T. Belytschko, Chem. Phys. Lett. 2004, 390, 413.
5. A. Ebrahimi, H. Ehteshami, M. Mohammadi, Comput. Mater. Sci. 2008, 41, 486.
6. Z. N. Ding, S. J. Zhou, Y. S. Zhao, Phys. Rev. B 2004, 70, 184117.
7. J. T. Paci, T. Belytschko, G. C. Schatz, Chem. Phys. Lett. 2005, 414, 351.
8. A. C. T. van Duin, S. Dasgupta, F. Lorant, W. A. Goddard, III, J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9396.
9. J. Tersoff, Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 2879.
10. J. Tersoff, Phys. Rev. B 1988, 37, 6991.
11. D. W. Brenner, O. A. Shenderova, J. A. Harrison, S. J. Stuart, B. Ni, S. B. Sinnott, J. Phys. Condens. Matter 2002, 14, 783.
12. S. J. Stuart, A. B. Tutein, J. A. Harrison, J. Chem. Phys. 2000, 112, 6472.
13. T.-R. Shan, B. D. Devine, T. W. Kemper, S. B. Sinnott, S. R. Phillpot, Phys. Rev. B 2010, 81, 125328.
14. T. Liang, T.-R. Shan, Y.-T. Cheng, B. D. Devine, M. Noordhoek, Y. Li, Z. Lu, S. R. Phillpot, S. B. Sinnott, Mater. Sci. Eng. R-Rep. 2013, 74, 255.
15. S. W. Rick, S. J. Stuart, B. J. Berne, J. Chem. Phys. 1994, 101, 6141.
16. J. E. Mueller, A. C. T. van Duin, W. A. Goddard, III, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4939.
17. K. Chenoweth, A. C. T. van Duin, W. A. Goddard, III, J. Phys. Chem. A 2008, 112, 1040.
18. K. D. Nielson, A. C. T. van Duin, J. Oxgaard, W. Q. Deng, W. A. Goddard, III, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 493.
19. L. Zhang, S. V. Zybin, A. C. T. van Duin, S. Dasgupta, W. A. Goddard, III, E. M. Kober, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 10619.
20. J. E. Mueller, A. C. T. van Duin, W. A. Goddard, III, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 5675.
21. N. Lummen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 7883.
22. D. Sen, K. S. Novoselov, P. M. Reis, M. J. Buehler, Small 2010, 6, 1108.
23. E. C. Neyts, Y. Shibuta, A. C. T. van Duin, A. Bogaerts, ACS Nano 2010, 4, 6665.
24. M. Z. S. Flores, P. A. S. Autreto, S. B. Legoas, D. S. Galvao, Nanotechnology 2009, 20, 465704.
25. A. Strachan, E. M. Kober, A. C. T. van Duin, J. Oxgaard, W. A. Goddard, III, J. Chem. Phys. 2005, 122, 054502.
26. K. Chenoweth, S., Cheung, A. C. T., van Duin, W. A., Goddard, III,;, E. M. Kober, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7192.
27. A. Bagri, C. Mattevi, M. Acik, Y. J. Chabal, M. Chhowalla, V. B. Shenoy, Nat. Chem. 2010, 2, 581.
28. B. D. Jensen, A. Bandyopadhyay, K. E. Wise, G. M. Odegard, J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 3003.
29. K. Kim, V. I. Artyukhov, W. Regan, Y. Liu, M. F. Crommie, B. I. Yakobson, A. Zettl, Nano Lett. 2012, 12, 293.
30. A. C. T. van Duin, A. Strachan, S. Stewman, Q. Zhang, X. Xu, W. A. Goddard, III, J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3803.
31. A. D. Kulkarni, D. G. Truhlar, S. G. Srinivasan, A. C. T. van Duin, P. Norman, T. E. Schwartzentruber, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 258.
32. W. A. Goddard, III,;, A. C. T. van Duin, K. Chenoweth, M.-J. Cheng, S. Pudar, J. Oxgaard, B. Merinov, Y. H. Jang, P. Persson, Top. Catal. 2006, 38, 93.
33. S. Cheung, W. Q. Deng, A. C. T. van Duin, W. A. Goddard, III, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 851.
34. Q. Zhang, T., Cagin, A. C. T., van Duin, W. A., Goddard, III,;, Y. Qi, L. G., Hector, Phys. Rev. B 2004, 69, 045423.
35. J. Ludwig, D. G. Vlachos, A. C. T. van Duin, W. A. Goddard, III, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4274.
36. S. S. Han, A. C. T. van Duin, W. A. Goddard, III, H. M. Lee, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4575.
37. M. J. Buehler, A. C. T. van Duin, W. A. Goddard, III, Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 095505.
38. S. W. Cranford, D. B. Brommer, M. J. Buehler, Nanoscale 2012, 4, 7797.
39. S. W. Cranford, M. J. Buehler, Carbon 2011, 49, 4111.
40. Y. K. Shin, H. Kwak, C. Zou, A. V. Vasenkov, A. C. T. van J. Phys. Chem. A 2012, 116, 12163.
41. K. Mylvaganam, L. C. Zhang, Carbon 2004, 42, 2025.
42. D. D. Cui, K. Mylvaganam, L. C. Zhang, W. D. Liu, Comput. Mater. Sci. 2014, 90, 23.
43. S. Heo, S. B. Sinnott, J. Nanosci. Nanotechnol. 2007, 7, 1518.
44. L. Rui, H. Yuan-Zhong, W. Hui, Z. Yu-Jun, Chin. Phys. B 2008, 17, 4253.
45. P. Hunenberger, In Advanced Computer Simulation Approaches for Soft Matter Sciences I, C. Holm, K. Kremer, Eds., Springer, New York, Vol. 173; 2005; pp. 105-147.
46. H. J. C. Berendsen, J. P. M. Postma, W. F. V. Gunsteren, A. DiNola, J. R. Haak, J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684.
47. A. K. Subramaniyan, C. T. Sun, Int. J. Solids. Struct. 2008, 45, 4340.
48. S. Plimpton, J. Comput. Phys. 1995, 117, 1.
49. H. M. Aktulga, J. C. Fogarty, S. A. Pandit, A. Y. Grama, Parallel Comput. 2012, 38, 245.
50. X. Huang, H. Yang, A. C. T. van Duin, K. J. Hsia, S. Zhang, Phys. Rev. B 2012, 85, 195453.
51. R. Zhu, F. Janetzko, Y. Zhang, A. C. T. van Duin, W. A. Goddard, III, D. R. Salahub, Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 479.
52. B. N. Jariwala, C. V. Ciobanu, S. Agarwal, Surf. Sci. 2011, 605, L61.
53. M. E. Tuckerman, J. Alejandre, R. Lopez-Rendon, A. L. Jochim, G. J. Martyna, J. Phys. A 2006, 39, 5629.
54. M. Parrinello, A. Rahman, J. Appl. Phys. 1981, 52, 7182.
55. T. Schneider, E. Stoll, Phys. Rev. B 1978, 17, 1302.
56. H. J. McSkimin, W. L. Bond, Phys. Rev. 1957, 105, 116.
57. J. E. Field, C. S. J. Pickles, Diamond Relat. Mater. 1996, 5, 625.
58. R. H. Telling, C. J. Pickard, M. C. Payne, J. E. Field, Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 5160.
59. C. Lee, X. Wei, J. W. Kysar, J. Hone, Science 2008, 321, 385.
60. F. Liu, P. Ming, J. Li, Phys. Rev. B 2007, 76, 064120.
61. M. F. Yu, B. S. Files, S. Arepalli, R. S. Ruoff, Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 5552.