Написати автору Властивості вуглецевих нанокластерів гексагональної форми
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp04.02.123
Анотація
Методом теорії функціоналу густини (B3LYP, базис 6-31 G**) розрахована рівноважна просторова будова основного електронного стану вуглецевих нанокластерів (ВНК) С6–С216 гексагональної форми. Встановлено, що:
- основний електронний стан ВНК С6, С24 синглетний, С54 і С150 триплетний, С96 та С216 квінтетний;
- π-система крайового циклічного ланцюжка атомів вуглецю слабко зв’язана з π-системою центральної частини ВНК;
- енергії вакантних МО, розподілених по зв’язкам крайового циклічного ланцюжка, потрапляють у діапазон енергій вищих зайнятих МО.
Встановленні особливості пояснено, виходячи з розподілу спінової густини по двократно координованим атомам вуглецю крайового циклічного ланцюжка.
Повний текст:
Посилання
1. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S.V., Grigorieva I.V., Firsov A.A. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science. 2004. 306(5696): 666. https://doi.org/10.1126/science.1102896
2. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Katsnelson M.I., Grigorieva I.V., Dubonos S.V., Firsov A.A. Two-dimension gas of massless Dirac fermions in grapheme. Nature. 2005. 438: 197. https://doi.org/10.1038/nature04233
3. Novoselov K.S., Jiang Z., Zhang Y., Morozov S.V., Stormer H.L., Zeitler U., Maan J.C., Boebinger G.S., Kim P., Geim A.K. Room-temperature quantum hall effect in graphene. Science. 2007. 315(5817): 1379. https://doi.org/10.1126/science.1137201
4. Giannozzi P., Car R., Scoles G. Oxygen adsorption on graphite and nanotubes. J. Chem. Phys. 2003. 118(3): 1003. https://doi.org/10.1063/1.1536636
5. Wehling T.O., Novoselov K.S., Morozov S.V., Vdovin E.E., Katsnelson M.I., Geim A.K., Lichtenstein A.I. Molecular doping of graphene. Nano Lett. 2008. 8(1): 173. https://doi.org/10.1021/nl072364w
6. Chernozatonskii1 L.A., Sorokin P.B., Brüning J.W. Two-dimensional semicon-ducting nanostructures based on single graphene sheets with lines of adsorbed hydrogen atoms. Appl. Phys. Lett. 2007. 91: 183103. https://doi.org/10.1063/1.2800889
7. Stampfer C., Güttinger J., Hellmüller S., Molitor F., Ensslin K., Ihn T. Energy gapsin etched graphene nanoribbons. Phys. Rev. Lett. 2009. 102: 056403. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.056403
8. Nakada K., Fujita V.G., Dresselhause M.S. Edge state in graphene ribbon: nanometer size effect and edge shape dependence. Phys. Rev. B. 1996. 54: 17954. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.17954
9. Son Y.-W., Cohen M.L., Louie S.G. Half – metallic graphene nanoribbons. Nature. 2006. 444: 347. https://doi.org/10.1038/nature05180
10. Jiang D., Sumpter B.G., Dai S. The unique chemical reactivity of a graphene nanoribbon's zigzag edge. J. Chem. Phys. 2007. 126: 134701. https://doi.org/10.1063/1.2715558
11. Kaneko K., Ishii C., Ruike M., Kuwabara H. Origin of superhigh surface area and microcrystalline graphitic structures of activated carbons. Carbon. 1992. 30(7): 1075. https://doi.org/10.1016/0008-6223(92)90139-N
12. Rao A.M., Fung A.W.P., Dresselhaus M.S. Endo M. Structural characterization of heat-treated activated carbon fibers. J. Mater. Res. 1992. 7(7): 1788. https://doi.org/10.1557/JMR.1992.1788
13. Sato K., Noguchi M., Demachi A., Oki N., Endo M. A mechanism of lithium storage in disordered carbons. Science. 1994. 264(5158): 556. https://doi.org/10.1126/science.264.5158.556
14. Yazyev O.V., Katsnelson M.I. Magnetic correlations at graphene edges: basis for novel spintronics devices. Phys. Rev. Lett. 2008. 100: 047209. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.047209
15. Červenka J., Katsnelson M.I., Flipse C.F.J. Room-temperature ferromagnetism in graphite driven by two–dimensional networks of point defects. Nature Phys. 2009. 5: 840. https://doi.org/10.1038/nphys1399
16. Boukhvalov D.W., Katsnelson M.I. Chemical functionalization of graphene with defects. J. Phys. Condens. Matter. 2009. 21(34): 344205. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/34/344205
17. Kotakoski J., Krasheninnikov A.V., Nordlund K. Energetics, structure, and long-range interaction of vacancy-type defects in carbon nanotubes: Atomistic simulations. Phys. Rev. B. 2006. 74: 245420. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.245420
18. Kohn W., Sham L.S. Self-consistent equation including exchange and correlation effect. Phys. Rev. A. 1965. 140(4): 1133. https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
19. Parr R.G., Yang W. Density-functional theory of atoms and molecules. (Oxford: Oxford Univ. Press, 1989).
20. Becke A.D. Density-functional thermo-chemistry. III. The role of exchange. J. Chem. Phys. 1993. 98: 5648. https://doi.org/10.1063/1.464913
21. Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density. Phys. Rev. B. 1988. 37(2): 785. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.37.785
22. Schmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A., Elbert S.T., Gordon M.S., Jensen J.H., Koseki S., Matsunaga N., Nguyen K.A., Su S., Windus T.L., Dupuis M., Montgomery J.A. General atomic and molecular electronic structure system. J. Comput. Chem. 1993. 14(11): 1347. https://doi.org/10.1002/jcc.540141112
23. Ohldag H., Tyliszszak T., Höhne R., Spemann D. π-Electron ferromagnetism in metal-free carbon probed bysoft X-ray dichroism. Phys. Rev. Lett. 2007. 98(18): 187204. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.187204
24. Son Y.-W., Cohen V.L., Louie S.G. Energy gaps in graphene nanoribbons. Phys. Rev. Lett. 2006. 97: 216803. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.216803
25. De Groot R.A., Mueller F.M., van Engen P.G., Burchow R.H.J. New class of materials: half-metallic ferromagnets. Phys. Rev. Lett. 1983. 50(25): 2024. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.50.2024
26. Gurvich P.V., Karachentsev T.V., Kondratiev V.N. Chemical Bond Breakage Energies, Ionising Potentials, and Electron Affinity. (Moscow: Nauka, 1974). [in Russian].
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp04.02.123
Copyright (©) 2013 O. S. Karpenko, V. V. Lobanov, N. T. Kartel
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.