Издателям
Вышедшие номера
Алмазоподобные фазы, получаемые из нанотрубок и трехмерных графитов
Беленков Е.А.1, Грешняков В.А.1
1Челябинский государственный университет, Челябинск, Россия
Email: belenkov@csu.ru
Поступила в редакцию: 25 декабря 2014 г.
Выставление онлайн: 20 мая 2015 г.

Приведены результаты первопринципных расчетов методом B3LYP-GGA структуры и свойств тринадцати углеродных алмазоподобных фаз, атомы в которых находятся в эквивалентных кристаллографических позициях. Девять из этих фаз получены в результате сшивки или совмещения нанотрубок, другие четыре фазы сформированы из трехмерных графитов. Впервые исследованы две новые спиральные фазы --- SA3 и SA4, предшественниками которых являются 3D-графиты. Для всех фаз определены структурные характеристики, энергии сублимации, плотности электронных состояний и объемные модули. Также были рассчитаны порошковые рентгенограммы, необходимые для идентификации новых алмазоподобных фаз в синтезированных углеродных материалах.
  1. Z. Wang, Y. Zhao, K. Tait, X. Liao, D. Schiferl, C. Zha, R.T. Downs, J. Qian, Y. Zhu, T. Shen. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 101, 38, 13699 (2004)
  2. K. Yamada. Carbon 41, 1309 (2003)
  3. T. Yagi, W. Utsumi. Phys. Rev. B 46, 10, 6031 (1992)
  4. Н.Н. Матюшенко, В.Е. Стрельницкий, В.А. Гусев. Письма в ЖЭТФ 30, 4, 218 (1979). [N.N. Matyushenko, V.E. Strel'nitskii, V.A. Gusev. JETP Lett. 30, 4, 199 (1979)]
  5. F.P. Bundy, J.S. Kasper. J. Chem. Phys. 46, 9, 3437 (1967)
  6. R.B. Aust, H.G. Drickamer. Science 140, 817 (1963)
  7. R.H. Baughman, D.S. Galvao. Chem. Phys. Lett. 211, 1, 110 (1993)
  8. P.A. Schultz, K. Leung, E.B. Stechel. Phys. Rev. B 59, 2, 733 (1999)
  9. H.S. Domingos. J. Phys.: Cond. Matter. 16, 9083 (2004)
  10. K. Umemoto, R.M. Wentzcovitch, S. Saito, T. Miyake. Phys. Rev. Lett. 104, 125 504 (2010)
  11. C.J. Pickard, R.J. Needs. Phys. Rev. B 81, 014 106 (2010)
  12. В.А. Грешняков, Е.А. Беленков. ЖЭТФ 140, 1, 99 (2011). [V.A. Greshnyakov, E.A. Belenkov. J. Exp. Theor. Phys. 113, 1, 86 (2011)]
  13. Z. Zhao, Bo Xu, X.-F. Zhou, Li-M. Wang, B. Wen, J. He, Z. Liu, H.-T. Wang, Y. Tian. Phys. Rev. Lett. 107, 215 502 (2011)
  14. Q. Zhu, A.R. Oganov, M.A. Salvado, P. Pertierra, A.O. Lyakhov. Phys. Rev. B 83, 196 410 (2011)
  15. Z.S. Zhao, X.-F. Zhou, M. Hu, D.L. Yu, J.L. He, H.-T. Wang, Y.J. Tian, B. Xu. J. Superhard Mater. 34, 6, 371 (2012)
  16. M. Zhang, H. Liu, Y. Du, X. Zhang, Y. Wang, Q. Li. Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 14120 (2013)
  17. M.C. Nguyen, X. Zhao, C.-Z. Wang, K.-M. Ho. Phys. Rev. B 89, 184 112 (2014)
  18. C. Cheng, Z.-L. Lv, Y. Cheng, X.-R. Chen, L.-C. Cai. Diam. Relat. Mater. 43, 49 (2014)
  19. Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ЖЭТФ 146, 1, 116 (2014). [E.A. Belenkov, V.A. Greshnyakov. J. Exp. Theor. Phys. 119, 1, 101 (2014)]
  20. Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ЖСХ 55, 3, 439 (2014). [E.A. Belenkov, V.A. Greshnyakov. J. Struct. Chem. 55, 3, 409 (2014)]
  21. Y. Liu, M. Lu, M. Zhang. Phys. Lett. A 378, 45, 3326 (2014)
  22. Y. Bai, X. Zhao, T. Li, Z. Lv, S. Lv, H. Han, Y. Yin, H. Wang. Carbon 78, 70 (2014)
  23. Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ФТТ 55, 8, 1640 (2013). [E.A. Belenkov, V.A. Greshnyakov. Phys. Solid State 55, 8, 1754 (2013)]
  24. E.A. Belenkov, V.A. Greshnyakov. New Carbon Mater. 28, 4, 273 (2013)
  25. E.A. Belenkov, V.A. Brzhezinskaya, V.A. Greshnyakov. Diam. Relat. Mater. 50, 9 (2014)
  26. Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ФТТ 57, 1, 192 (2015). [E.A. Belenkov, V.A. Greshnyakov. Phys. Solid State 57, 1, 205 (2015)]
  27. R. Hoffmann, T. Hughbanks, M. Kertesz, P.H. Bird. J. Am. Chem. Soc. 105, 4831 (1983)
  28. M. O'Keeffe, G.B. Adams, O.F. Sankey. Phys. Rev. Lett. 68, 15, 2325 (1992)
  29. A.Y. Liu, M.L. Cohen. Phys. Rev. B 45, 9, 4579 (1992)
  30. G.M. Rignanese, J.C. Charlier. Phys. Rev. B 78, 125 415 (2008)
  31. C.Y. He, L.Z. Sun, C.X. Zhang, J.X. Zhong. Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 680 (2013)
  32. J.-T. Wang, C. Chen, E. Wang, Y. Kawazoe. Sci. Rep. 4, 4339 (2014)
  33. И.В. Станкевич, М.В. Никеров, Д.А. Бочвар. Успехи химии 53, 7, 1101 (1984)
  34. B. Winkler, C.J. Pickard, V. Milman, G. Thimm. Chem. Phys. Lett. 337, 36 (2001)
  35. M. Itoh, M. Kotani, H. Naito, T. Sunada, Y. Kawazoe, T. Adschiri. Phys. Rev. Lett. 102, 055 703 (2009)
  36. C. He, L.Z. Sun, C.X. Zhang, J.X. Zhongar. arXiv:cond-mat/1302.6430v1 (2013)
  37. G. Jungnickel, P.K. Sitch, T. Frauenheim, B.R. Eggen, M.I. Heggie, C.D. Latham, C.S.G. Cousins. Phys. Rev. B 57, 2, R661 (1998)
  38. M.A. Tamor, K.C. Hass. J. Mater. Res. 5, 11, 2273 (1990)
  39. M.Z. Huang, W.Y. Ching, T. Lenosky. Phys. Rev. B 47, 3, 1593 (1993)
  40. N.L. Allinger. Adv. Phys. Org. Chem. 13, 1 (1976)
  41. N.L. Allinger. J. Am. Chem. Soc. 99, 25, 8127 (1977)
  42. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G.L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, A.D. Corso, S. de Gironcoli, S. Fabris, G. Fratesi, R. Gebauer, U. Gerstmann, C. Gougoussis, A. Kokalj, M. Lazzeri, L. Martin- Samos, N. Marzari, F. Mauri, R. Mazzarello, S. Paolini, A. Pasquarello, L. Paulatto, C. Sbraccia, S. Scandolo, G. Sclauzero, A.P. Seitsonen, A. Smogunov, P. Umari, R.M. Wentzcovitch. J. Phys.: Cond. Matter. 21, 39, 395 502 (2009)
  43. P. Hohenberg, W. Kohn. Phys. Rev. 136, 3B, 864 (1964)
  44. J.P. Perdew, Y. Wang. Phys. Rev. B 45, 23, 13244 (1992)
  45. А.В. Арбузников. ЖСХ 48, S5 (2007)
  46. В.А. Грешняков, Е.А. Беленков. Изв. вузов. Физика 57, 6, 24 (2014). [V.A. Greshnyakov, E.A. Belenkov. Russ. Phys. J. 57, 6, 731 (2014)]
  47. М.Н. Grimsditch, А.К. Ramdas. Phys. Rev. B 11, 8, 3139 (1975)
  48. F. Occelli, P. Loubeyre, R. Letoullec. Nat. Mater. 2, 3, 151 (2003)
  49. Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. Металлургия, М. (1982). 632 с
  50. H.E. Swanson, R.K. Fuyat. Standard X-ray diffraction powder patterns. Ser. National Bureau of Standards. Circular 539. Wiley, N.Y. (1955). V. II. P. 5
  51. I. Sanc. Pattern: 00-041-1478. Graphite-2H, polytechna (ICDD Grant-in-Aid. Foreign Trade Corporation, Panska, Czechoslovakia, 1990)
  52. G. Metha, M.B. Viswanath, G.N. Sastry, E.D. Jemmis, D.S.K. Reddy, A.C. Kunwar. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 31, 1488 (1992)
  53. T.J. Katz, N. Acton. J. Am. Chem. Soc. 95, 8, 2738 (1973)
  54. P.E. Eaton, T.W. Cole Jr. J. Am. Chem. Soc. 86, 962 (1964)
  55. P.E. Eaton, Y.S. Or, S.J. Branca. J. Am. Chem. Soc. 103, 8, 2134 (1981)
  56. K.B. Wiberg, M.G. Matturro, P.J. Okarma, M.E. Jason. J. Am. Chem. Soc. 106, 2194 (1984)
  57. The chemistry of cyclobutanes / Ed Z. Rappoport, J. Liebman. West Sussex: John Wiley \& Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester (2005). 1226 p
  58. A. Freund. J. Praktische Chemi 26, 1, 367 (1882)
  59. H.-M. Hutmacher, H.-G. Fritz, H. Musso. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 14, 3, 180 (1975)
  60. V.T. Hoffmann, H. Musso. Angew. Chem. Intern. Ed. Engl. 26, 10, 1006 (1987)
  61. R.J. Ternansky, D.W. Balogh, L.A. Paquette. J. Am. Chem. Soc. 104, 16, 4503 (1982)
  62. K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, A.A. Firsov. Science 306, 5696, 666 (2004)
  63. A.K. Geim, K.S. Novoselov. Nature Mater. 6, 3, 183 (2007)
  64. X. Zhao, Y. Liu, S. Inoue, T. Suzuki, R.O. Jones, Y. Ando. Phys. Rev. Lett. 92, 12, 125 502 (2004)
  65. L. Guan, K. Suenaga, S. Iijima. Nano Lett. 8, 2, 459 (2008)
  66. L.-M. Peng, Z.L. Zhang, Z.Q. Xue, Q.D. Wu, Z.N. Gu, D.G. Pettifor. Phys. Rev. Lett. 85, 15, 3249 (2000)
  67. L.F. Sun, S.S. Xie, W. Liu, W.Y. Zhou, Z.Q. Liu, D.S. Tang, G. Wang, L.X. Qian. Nature 403, 384 (2000)
  68. M. Popov, M. Kyotani, R.J. Nemanich, Y. Koga. Phys. Rev. B 65, 033 408 (2002)
  69. V.D. Blank, V.N. Denisov, A.N. Kirichenko, N.A. Lvova, S.Y. Martyushov, B.N. Mavrin, D.M. Popova, M.Y. Popov, E.V. Tatyanin, A.A. Zakhidov. Physica B 382, 1--2, 58 (2006)
  70. S. Rols, I.N. Goncharenko, R. Almairac, J.L. Sauvajol, I. Mirebeau. Phys. Rev. B 64, 153 401 (2001)
  71. Y. Omata, Y. Yamagami, K. Tadano, T. Miyake, S. Saito. Physica E 29, 454 (2005)
  72. M. Hu, Z. Zhao, F. Tian, A.R. Oganov, Q. Wang, M. Xiong, C. Fan, B. Wen, J. He, D. Yu, H.-T. Wang, Bo Xu, Y. Tian. Sci. Rep. 3, 1331 (2013)
  73. T. Yildirim, O. Gulseren, C. Kilic, S. Ciraci. Phys. Rev. B 62, 19, 12648 (2000)
  74. Y. Omata, Y. Yamagami, K. Tadano, T. Miyake, S. Saito. Physica E 29, 454 (2005)
  75. S.F. Braga, D.S. Galvao. Chem. Phys. Lett. 419, 394 (2006)
  76. Ю.А. Баимова, Р.Т. Мурзаев, С.В. Дмитриев. ФТТ 56, 10, 1946 (2014)
  77. J.A. Baimova, Bo Liu, S.V. Dmitriev, K. Zhou. Phys. Status Solidi RRL 8, 4, 336 (2014)
  78. З.Я. Косаковская, Л.А. Чернозатонский, Е.А. Федоров. Письма в ЖЭТФ 56, 1, 26 (1992). [Z.Ya. Kosakovskaya, L.A. Chernozatonskii, E.A. Fedorov. JETP Lett. 56, 1, 26 (1992)]
  79. A.V. Krasheninnikov, K. Nordlund, J. Keinonen, F. Banhart. Phys. Rev. B 66, 245 403 (2002)
  80. А.Ф. Гончаров, И.Н. Макаренко, С.М. Стишов. ЖЭТФ 96, 670 (1989). [A.F. Goncharov, I.N. Makarenko, S.M. Stishov. Sov. Phys. JETP 69, 380 (1989)]
  81. K.J. Takano, H. Harashima, M. Wakatsuki. Jap. J. Appl. Phys. 30, 5A, L860 (1991)
  82. W.L. Mao, Ho-K. Mao, P.J. Eng, T.P. Trainor, M. Newville, C.-C. Kao, D.L. Heinz, J. Shu, Y. Meng, R.J. Hemley. Science 302, 425 (2003)
  83. Y. Wang, J.E. Panzik, B. Kiefer, K.K.M. Lee. Sci. Rep. 2, 520 (2012)
  84. P. Siemsen, R.C. Livingston, F. Diederich. Angew. Chem. Int. Ed. 39, 2632 (2000)
  85. M.M. Haley. Pure Appl. Chem. 80, 3, 519 (2008).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.