This study is an attempt to perform equilibrium molecular dynamics and non-equilibrium molecular dynamics (NEMD) to evaluate the stability and thermal behavior of molybdenum disulfide nanotubes (MoS2NTs) by reactive empirical bond order potential. The stability of nanotubes, cohesive energy, isobaric heat capacity, and enthalpies of fusion in armchair and zigzag structures with different radii were calculated. The observed results illustrate that SWMoS2NTs, which have larger diameters, are more stable with more negative energy than the smaller ones. Moreover, it was found that the melting point is increased with an increase in the nanotube's radius. During the melting process, the structural transformation of nanotubes was investigated using a mean-square displacement and radial distribution function diagrams. Afterwards, using a NEMD simulation, the thermal conductivity of nanotubes with various diameters was calculated at a constant nanotube length. The obtained results show that the thermal conductivity coefficient increases with increasing nanotube diameters when the nanotube length is constant.

1.
S.
Bertolazzi
,
D.
Krasnozhon
, and
A.
Kis
,
ACS Nano
7
,
3246
(
2013
).
2.
D.
Sarkar
,
W.
Liu
,
X.
Xie
,
A. C.
Anselmo
,
S.
Mitragotri
, and
K.
Banerjee
,
ACS Nano
8
,
3992
(
2014
).
3.
A. O.
Pereira
and
C. R.
Miranda
,
J. Phys. Chem. C
119
,
4302
(
2015
).
4.
S.
Ghosh
,
W.
Bao
,
D. L.
Nika
,
S.
Subrina
,
E. P.
Pokatilov
,
C. N.
Lau
, and
A. A.
Balandin
,
Nat. Mater.
9
,
555
(
2010
).
5.
B.
Radisavljevic
,
A.
Radenovic
,
J.
Brivio
,
V.
Giacometti
, and
A.
Kis
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
147
(
2011
).
7.
J.
Davoodi
and
M.
Ahmadi
,
Defect Diffus. Forum
297–301
,
543
(
2010
).
8.
T.
Soma
,
H.-M.
Kagaya
, and
M.
Nishigski
,
Phys. Status Solidi B
115
,
273
(
1983
).
9.
N.
Li
,
G.
Lee
,
Y. H.
Jeong
, and
K. S.
Kim
,
J. Phys. Chem. C
119
,
6405
(
2015
).
10.
O.
Lopez-Sanchez
,
D.
Lembke
,
M.
Kayci
,
A.
Radenovic
, and
A.
Kis
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
497
(
2013
).
11.
J.
Wu
,
G.
Nie
,
J.
Xu
,
J.
He
,
Q.
Xu
, and
Z.
Zhang
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
17
,
32425
(
2015
).
12.
A.
Kis
,
D.
Mihailovic
,
M.
Remskar
,
A.
Mrzel
,
A.
Jesih
,
I.
Piwonski
,
A. J.
Kulik
,
W.
Benoît
, and
L.
Forró
,
Adv. Mater.
15
,
733
(
2003
).
13.
D.
Maharaj
and
B.
Bhushan
,
Sci. Rep.
5
,
8539
(
2015
).
14.
W.
Li
,
G.
Zhang
,
M.
Guo
, and
Y. W.
Zhang
,
Nano Res.
7
,
518
(
2014
).
15.
M.
Remskar
,
A.
Mrzel
,
Z.
Skraba
,
A.
Jesih
,
M.
Ceh
,
J.
Demsÿar
,
P.
Stadelmann
,
F.
Lévy
, and
D.
Mihailovic
,
Science
292
,
479
(
2001
).
16.
M.
Stefanov
,
A. N.
Enyashin
,
T.
Heine
, and
G.
Seifert
,
J. Phys. Chem. C
112
,
17764
(
2008
).
17.
M.
Nath
and
C. N. R.
Rao
,
J. Am. Chem. Soc.
123
,
4841
(
2001
).
18.
H. R.
Gutierrez
,
N.
Perea-Lopez
,
A. L.
Elias
,
A.
Berkdemir
,
B.
Wang
,
R.
Lv
,
F.
Lopez-Urias
,
V. H.
Crespi
,
H.
Terrones
, and
M.
Terrones
,
Nano Lett.
13
,
3447
(
2013
).
19.
J.
Chen
,
S.-L.
Li
,
Q.
Xu
, and
K.
Tanaka
,
Chem. Commun.
0
,
1722
(
2002
).
20.
E. W.
Bucholz
and
S. B.
Sinnott
,
J. Appl. Phys.
112
,
123510
(
2012
).
21.
M.
Dallavalle
,
N.
Sändig
, and
F.
Zerbetto
,
Langmuir
28
,
7393
(
2012
).
22.
H. A.
Alarifi
,
M.
Atiş
,
C.
Özdoğan§
,
A.
Hu
,
M.
Yavuz
, and
Y.
Zhou
,
J. Phys. Chem. C
117
,
12289
(
2013
).
23.
J.
Davoodi
,
S.
Dadashi
, and
M.
Yarifard
,
Philos. Mag.
96
,
2300
(
2016
).
24.
J. H.
Los
,
K. V.
Zakharchenko
,
M. I.
Katsnelson
, and
A.
Fasolino
,
Phys. Rev. B
91
,
045415
(
2015
).
25.
R.
Rasuli
,
K.
Mostafavi
, and
J.
Davoodi
,
J. Appl. Phys.
115
,
24311
(
2014
).
26.
F. R.
Hung
,
G.
Dudziak
,
M.
Sliwinska-Bartkowiak
, and
K. E.
Gubbins
,
Mol. Phys.
102
,
223
(
2004
).
27.
K.
Zhang
,
G. M.
Stocks
, and
J.
Zhong
,
Nanotechnology
18
,
285703
(
2007
).
28.
J.
Davoodi
,
H.
Alizade
, and
H.
Rafii-Tabar
,
J. Comput. Theor. Nanosci.
9
,
505
(
2012
).
29.
J.
Jiang
,
H. S.
Park
, and
T.
Rabczuk
,
J. Appl. Phys.
114
,
64307
(
2013
).
30.
T.
Onodera
,
Y.
Morita
,
R.
Nagumo
,
R.
Miura
,
A.
Suzuki
,
H.
Tsuboi
,
N.
Hatakeyama
,
A.
Endou
,
H.
Takaba
,
F.
Dassenoy
,
C.
Minfray
,
L.
Joly-Pottuz
,
M.
Kubo
,
J.-M.
Martin
, and
A.
Miyamoto
,
J. Phys. Chem. B
114
,
15832
(
2010
).
31.
T.
Liang
,
S. R.
Phillpot
, and
S. B.
Sinnott
,
Phys. Rev. B
79
,
245110
(
2009
).
32.
S.
Xiong
and
G.
Cao
,
Nanotechnology
26
,
185705
(
2015
).
33.
S.
Xiong
and
G.
Cao
,
Nanotechnology
27
,
105701
(
2016
).
34.
X.
Liu
,
G.
Zhang
, and
Y. W.
Zhang
,
Nano Res.
9
,
2372
(
2016
).
35.
B.
Mortazavi
and
T.
Rabczuk
,
RSC Adv.
7
,
11135
(
2017
).
36.
D. W.
Brenner
,
O. A.
Shenderova
,
J. A.
Harrison
,
S. J.
Stuart
,
B.
Ni
, and
S. B.
Sinnott
,
J. Phys.: Condens. Matter
14
,
783
(
2002
).
37.
S. K.
Singh
,
S.
Costamagna
, and
F. M.
Peeters
,
Phys. Rev. B
91
,
014101
(
2015
).
38.
J. A.
Stewart
and
D. E.
Spearot
,
Model. Simul. Mater. Sci. Eng.
21
,
045003
(
2013
).
39.
T. M.
Gillard
,
D.
Phelan
,
C.
Leighton
, and
F. S.
Bates
,
Macromolecules
48
,
4733
(
2015
).
40.
M. M.
Ameen
,
K.
Prabhul
,
G.
Sivakumar
,
P. P.
Abraham
,
U. B.
Jayadeep
, and
C. B.
Sobhan
,
Int. J. Thermophys.
31
,
1131
(
2010
).
41.
H. M.
Kagaya
,
T.
Suzuki
,
M. S.
Takaya
, and
T.
Soma
,
J. Mater. Sci. Lett.
18
,
1803
(
1999
).
42.
U.
Buchenau
,
R.
Zorn
, and
M. A.
Ramos
,
Phys. Rev. E
90
,
42312
(
2014
).
43.
X.
Liu
,
G.
Zhang
,
Q.-X.
Pei
, and
Y.-W.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
133113
(
2013
).
44.
Z.
Ding
,
Q.-X.
Pei
,
J.-W.
Jiang
, and
Y.-W.
Zhang
,
J. Phys. Chem. C
119
,
16358
(
2015
).
45.
S.
Nosé
,
J. Chem. Phys.
81
,
511
(
1984
).
46.
W. G.
Hoover
,
Phys. Rev. A
31
,
1695
(
1985
).
47.
J. R.
Berendsen
,
H. J. C.
Postma
,
J. P. M.
van Gunsteren
,
W. F.
DiNola
, and
A.
Haak
,
J. Chem. Phys.
81
,
3684
(
1984
).
49.
50.
S.
Plimpton
,
J. Comput. Phys.
117
,
1
(
1995
).
51.
X.
Liu
,
D.
Cheng
, and
D.
Cao
,
Nanotechnology
20
,
315705
(
2009
).
52.
I. G.
Vasilyeva
and
R. E.
Nikolaev
,
J. Alloys Compd.
452
,
89
(
2008
).
53.
S. K.
Singh
,
M.
Neek-Amal
,
S.
Costamagna
, and
F. M.
Peeters
,
Phys. Rev. B
91
,
014101
(
2015
).
54.
K. K.
Nanda
,
S. N.
Sahu
, and
S. N.
Behera
,
Phys. Rev. A
66
,
13208
(
2002
).
55.
G.
Zhang
and
B.
Li
,
J. Chem. Phys.
123
,
114714
(
2005
).
56.
R. N.
Salaway
and
L. V.
Zhigilei
,
Heat Mass Transfer
70
,
954
(
2014
).
57.
T.
Liang
,
S. R.
Phillpot
, and
S. B.
Sinnott
,
Phys. Rev. B
79
,
245110
(
2009
);
T.
Liang
,
S. R.
Phillpot
, and
S. B.
Sinnott
,
Erratum Phys. Rev. B
85
,
199903
(
2012
).
58.
S.
Sahoo
,
A. P. S.
Gaur
,
M.
Ahmadi
,
M. J.-F.
Guinel
, and
R. S.
Katiyar
,
J. Phys. Chem. C
117
,
9042
(
2013
).
59.
I.
Jo
,
M. T.
Pettes
,
E.
Ou
,
W.
Wu
, and
L.
Shi
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
201902
(
2014
).
60.
V.
Varshney
,
S. S.
Patnaik
,
C.
Muratore
,
A. K.
Roy
,
A. A.
Voevodin
, and
B. L.
Farmer
,
Comput. Mater. Sci.
48
,
101
(
2010
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.