Вышедшие номера
Ab initio исследование сжимаемости и электронных свойств молекулярного органического кристалла C8H10O2
Переводная версия: 10.21883/PSS.2022.10.54240.378
Российский научный фонд, Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами, 22-22-20026
Корабельников Д.В. 1, Федоров И.А. 1
1Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия
Email: dkorabelnikov@yandex.ru
Поступила в редакцию: 12 мая 2022 г.
В окончательной редакции: 12 мая 2022 г.
Принята к печати: 15 мая 2022 г.
Выставление онлайн: 13 июля 2022 г.

Структура и электронные свойства молекулярного органического кристалла 3,5-октадиин-2,7-диола (C8H10O2) изучены в интервале давлений от 0 до 1 GPa на основе ab initio расчетов в рамках теории функционала плотности с учетом дисперсионного взаимодействия. Вычислены сжимаемости C8H10O2 и установлена значительная отрицательная линейная сжимаемость (-44 TPa-1), которая вызвана изменением ориентации и линейных размеров молекулярных структурных единиц относительно кристаллографических осей. На основе топологического анализа электронной плотности показано, что водородные связи имеют частично ковалентный характер, а их энергии относительно велики. Показано, что верхние валентные и нижние незанятые электронные состояния отвечают преимущественно состояниям атомов углерода. Вычислена ширина запрещенной зоны C8H10O2 и предсказано ее уменьшение с ростом давления. Ключевые слова: молекулярный кристалл, отрицательная сжимаемость, давление, ширина запрещенной зоны, электронная плотность, теория функционала плотности.
  1. E.V. Boldyreva, T.P. Shakhtsneider, H. Ahsbahs. J. Therm. Anal. Calorim. 68, 437 (2002)
  2. E.V. Boldyreva. J. Mol. Struct. 647, 159 (2003)
  3. Yu.V. Matveychuk, E.V. Bartashevich, V.G. Tsirelson. Cryst. Growth Des. 18, 3366(2018)
  4. Е.В. Барташевич, С.А. Собалев, Ю.В. Матвейчук, В.Г. Цирельсон. Журн. структур. химии 62, 10, 1710 (2021)
  5. R.H. Baughman, S. Stafstrom, C. Cui, S.O. Dantas. Science 279, 1522 (1998)
  6. D. Das, T. Jacobs, L.J. Barbour. Nature Mater. 9, 36 (2010)
  7. A.D. Fortes, E. Suard, K.S. Knight. Science 331, 742 (2011)
  8. S. Hodgson, J. Adamson, S. Hunt, M. Cliffe, A.B. Cairns, A.L. Goodwin. Chem. Commun. 50, 5264 (2014)
  9. L. Wang, C. Wang, H. Luo, Y. Sun. J. Phys. Chem. C 121, 333 (2017)
  10. K. Dolabdjian, A. Kobald, C.P. Romao, H. Meyer. Dalton Trans. 47, 10249 (2018)
  11. Д.В. Корабельников, И.А. Федоров, Ю.Н. Журавлев. ФТТ 63, 874 (2021)
  12. A.B. Cairns, A.L. Goodwin. Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 20449 (2015)
  13. P. Serra-Crespo, A. Dikhtiarenko, E. Stavitski, J. Juan-Alcaniz, F. Kapteijn, F.-X. Coudert, J. Gascon. Cryst. Eng. Commun. 17, 276 (2015)
  14. W. Cai, A. Katrusiak. Nature Commun. 5, 4337 (2014)
  15. S. Duyker, V. Peterson, G. Kearley, A. Studer, C. Kepert. Nature Chem. 8, 270 (2016)
  16. H. Wang, M. Feng, Y. Wang, Z. Gu. Sci. Rep. 6, 26015 (2016)
  17. D.V. Korabel'nikov, Yu.N. Zhuravlev. Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 33126 (2016)
  18. D.V. Korabel'nikov, Yu.N. Zhuravlev. J. Phys. Chem. A 121, 6481 (2017).
  19. S. Sobczak, A. Porolniczak, W. Cai, A. Gadysiak, V.I. Nikolayenko, D. Castell, L. Barbour, A. Katrusiak. Chem. Commun. 56, 4324 (2020)
  20. E. Zurek, W. Grochala. Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 2917 (2015)
  21. D.C. Sorescu, B.M. Rice. J. Phys. Chem. C 114, 6734 (2010)
  22. S. Appalakondaiah, G. Vaitheeswaran, S. Lebegue. J. Chem. Phys. 138, 184705 (2013)
  23. S. Hunter, P. Coster, A. Davidson, D. Millar, S. Parker, W. Marshall, R. Smith, C. Morrison, C. Pulham. J. Phys. Chem. C 119, 2322 (2015)
  24. I.A. Fedorov, Yu.N. Zhuravlev. Chem. Phys. 436, 1 (2014)
  25. D.V. Korabel'nikov, Yu. N. Zhuravlev. J. Phys. Chem. Solids 87, 38 (2015)
  26. Д.В. Корабельников, Ю.Н. Журавлев. ФТТ 59, 248 (2017)
  27. I.A. Fedorov. Comput. Mater. Sci. 139, 252 (2017)
  28. D.A. Rychkov. Crystals. 10, 81 (2020)
  29. D.V. Korabel'nikov, Yu.N. Zhuravlev. RSC Advances. 10, 42204 (2020)
  30. S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, H. Krieg. J. Chem. Phys. 132, 154104 (2010)
  31. I. Fedorov, D. Korabel'nikov, C. Nguyen, A. Prosekov. Amino Acids. 52, 425 (2020)
  32. I.A. Fedorov, C.V. Nguyen, A.Y. Prosekov. ACS Omega 6, 642 (2021)
  33. Yu.N. Zhuravlev, D.V. Korabel'nikov. Mater. Today Commun. 28, 102509 (2021)
  34. I. Fedorov. J. Phys.: Condens. Matter. 34, 145702 (2022)
  35. P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme, O. Bunau, M. Buongiorno Nardelli, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, M. Cococcioni, N. Colonna, I. Carnimeo, A. Dal Corso, S. de Gironcoli, P. Delugas, R.A. DiStasio, A. Ferretti, A. Floris, G. Fratesi, G. Fugallo, R. Gebauer, U. Gerstmann, F. Giustino, T. Gorni, J. Jia, M. Kawamura, H.-Y. Ko, A. Kokalj, E. Kucukbenli, M. Lazzeri, M. Marsili, N. Marzari, F. Mauri, N.L. Nguyen, H.-V. Nguyen, A. Otero-de-la-Roza, L. Paulatto, S. Ponce, D. Rocca, R. Sabatini, B. Santra, M. Schlipf, A.P. Seitsonen, A. Smogunov, I. Timrov, T. Thonhauser, P. Umari, N. Vast, X. Wu, S. Baroni. J. Phys.: Condens. Matter. 21, 395502 (2009)
  36. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996)
  37. H.J. Monkhorst, J.D. Pack. Phys. Rev. B 13, 5188 (1976)
  38. C. Adamo, V. Barone. J. Chem. Phys. 110, 6158 (1999)
  39. M.F. Peintinger, D. Vilela Oliveira, T. Bredow. J. Comput. Chem. 34, 451 (2013)
  40. R. Dovesi, A. Erba, R. Orlando, C.M. Zicovich-Wilson, B. Civalleri, L. Maschio, M. Rerat, S. Casassa, J. Baima, S. Salustro, B. Kirtman. WIREs Comput. Mol. Sci. 8, e1360 (2018)
  41. C. Gatti, S. Casassa. TOPOND14 User's Manual. CNR-ISTM Milano, Milano (2014)
  42. R.F.W. Bader. Chem. Rev. 91, 893 (1991)
  43. E. Espinosa, E. Molins, C. Lecomte. Chem. Phys. Lett. 285, 170 (1998)
  44. D. Cremer, E. Kraka. Angew. Chem. Int. Ed. 23, 627 (1984)
  45. E. Espinosa, I. Alkorta, J. Elguero, E. Molins. J. Chem. Phys. 117, 5529 (2002)
  46. S.J. Grabowski. Chem. Rev. 111, 2597 (2011)
  47. C. Gatti. Z. Kristallogr. 220, 399 (2005)
  48. D.V. Korabel'nikov, Yu.N. Zhuravlev. RSC Advances 9, 12020 (2019).

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.