ЧЕЛЯБИНСКИЙ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
Архив статей журнала
Выполнено первопринципное исследование структуры и свойств алмазоподобных углеродных нанотрубок, формируемых в процессе сворачивания алмазоподобного слоя L4. В результате расчётов методом теории функционала плотности установлено, что только алмазоподобные нанотрубки (n,0)L4, имеющие полипризматическую форму, могут устойчиво существовать. Точечная группа симметрии этих нанотрубок - n/mmm. Значение параметра трансляции находится в диапазоне от 1.6224 до 1.6342 ˚A. Молекулярно-динамические расчёты показали, что нанотрубка (5,0)L, имеющая минимальную полную энергию, должна быть устойчивой до 150 К. Изолированная нанотрубка (5,0)L4 обладает высоким значением модуля Юнга (890 ГПа) и шириной запрещённой зоны в 0.6 эВ, характерной для полупроводника. Материал на основе жгутов алмазоподобных нанотрубок (5,0)L4 с плотной упаковкой можно экспериментально идентифицировать при использовании рассчитанной порошковой рентгенограммы.
Выполнено полуэмпирическое и первопринципное исследование углеродных соединений, состоящих из взаимопроникающих графиновых слоёв, называемых автоинтеркалированными. В результате расчётов изучена возможность формирования одномерных автоинтеркалированных наноструктур и трёхмерных фаз с упорядоченной структурой на основе шести основных типов графиновых слоёв. Наиболее устойчивые автоинтеркалированные наноструктуры могут быть сформированы только из слоёв α-графина-1 и β1-графина-2, которые характеризуются параметрами трансляции 6.89 и 14.6 ˚A соответственно. Трёхмерные фазы из этих автоинтеркалированных слоёв должны обладать тетрагональной I4/mcm (№ 140) или ромбической Ibam (№ 72) симметрией, размерами каналов от 6.00 до 9.42 ˚A и плотностью от 0.69 до 1.26 г/см3. Молекулярно-динамические расчёты показали, что при температуре 400 К графиновые слои в структуре автоинтеркалированных фаз могут волнообразно деформироваться. Экспериментальную идентификацию новых трёхмерных автоинтеркалированных фаз можно выполнить с помощью расчётных рентгенограмм и абсорбционных рентгеновских спектров.