Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 5 » Статья стр. 968
<<<>>>
Теоретическое исследование декорирования фуллерена C60 оксидами железа
Эль Занин А.Р. 1, Борознин С.В. 1, Запороцкова И.В. 1, Борознина Н.П. 1
1Волгоградский государственный университет, Волгоград, Россия
Email: aelzanin@volsu.ru, boroznin@volsu.ru, zaporotskova@volsu.ru, boroznina.natalya@volsu.ru
Поступила в редакцию: 9 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 9 декабря 2025 г.
Принята к печати: 9 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 2 апреля 2026 г.
PDF версия
Исследованы процессы декорирования фуллерена C60 молекулами оксида железа различной валентности: FeO, Fe2O3, Fe3O4. Квантово-химическое моделирование проводилось методами теории функционала плотности на уровне теории B3LYP/6-31G. Были определены параметры адсорбции для каждого из рассмотренных положений адсорбции и выявлены наиболее энергетически предпочтительные из них. Для конфигураций, соответствующих условию минимума потенциальной энергии, была проведена дополнительная оптимизация геометрии. Было изучено влияние рассматриваемой процедуры модифицирования на ширину запрещенной зоны и зарядовое распределение. Установлено, что ширина запрещенной зоны уменьшается для всех рассмотренных случаев, а электронная плотность смещается от атомов железа оксида к атомам углерода фуллерена. На основе подходов зонной теории обсуждены возможные механизмы, приводящие к уменьшению ширины запрещенной зоны. Ключевые слова: фуллерены, оксиды железа, теория функционала плотности, зарядовое распределение, ширина запрещенной зоны.
  1. P. Bijesh, V. Selvaraj, V. Andal. Mater. Today: Proc., 55, 212 (2022). DOI: 10.1016/j.matpr.2021.06.163
  2. N. Devi, S. Sahoo, R. Kumar, R.K. Singh. Nanoscale, 13 (27), 11679 (2021). DOI: 10.1039/D1NR01134K
  3. H.A.A. Jamjoum, K. Umar, R. Adnan, M.R. Razali, M.N. Mohamad Ibrahim. Front. Chem., 9, 752276 (2021). DOI: 10.3389/fchem.2021.752276
  4. J. Wu, H. Lin, D.J. Moss, K.P. Loh, B. Jia. Nat. Rev. Chem., 7 (3), 162 (2023). DOI: 10.1038/s41570-022-00458-7
  5. A. Tundwal, H. Kumar, B.J. Binoj, R. Sharma, G. Kumar, R. Kumari, A. Dhayal, A. Yadav, D. Singh, P. Kumar. RSC Adv., 14 (14), 9406 (2024). DOI: 10.1039/D3RA08312H
  6. M. Sinha, S. Neogi, R. Mahapatra, S. Krishnamurthy, R. Ghosh. Sens. Act. B: Chem., 336, 129729 (2021). DOI: 10.1016/j.snb.2021.129729
  7. S. Chang, M. Yang, R. Pang, L. Ye, X. Wang, A. Cao, Y. Shang. Appl. Surf. Sci., 579, 152172 (2022). DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.152172
  8. M. Davydova, P. Ashcheulov, A.P. Papavlu, A. Laposa, A. Taylor, J. Kroutil, T. Lippert. Sens. Act. A: Phys., 389, 116525 (2025). DOI: 10.1016/j.sna.2025.116525
  9. W. Photaram, M. Liangruksa, M. Aiempanakit, C. Suwanchawalit, A. Wisitsoraat, J. Sukunta, S. Laksee, C. Siriwong. Appl. Surf. Sci., 595, 153510 (2022). DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.153510
  10. A.R. El Zanin, S.V. Boroznin, I.V. Zaporotskova, N.P. Boroznina, N. Venkatesh, G. Murugadoss. Sens. Act. A: Phys., 389, 116565 (2025). DOI: 10.1016/j.sna.2025.116565
  11. B. Tale, K.R. Nemade, P.V. Tekade. Polym.-Plast. Technol. Mater., 60 (7), 784 (2021). DOI: 10.1080/25740881.2020.1851378
  12. S. Ramesh, S. Khandelwal, K.Y. Rhee, D. Hui. Compos. Part B: Eng., 138, 45 (2018). DOI: 10.1016/j.compositesb.2017.11.024
  13. P. Lin, Q. She, B. Hong, X. Liu, Y. Shi, Z. Shi, M. Zheng, Q. Dong. J. Electrochem. Soc., 157 (7), A818 (2010). DOI: 10.1149/1.3425624
  14. В.А. Миличко, А.С. Шалин, И.С. Мухин, А.Э. Ковров, А.А. Красилин, А.В. Виноградов, П.А. Белов, К.Р. Симовский. УФН, 186 (8), 801 (2016). DOI: 10.3367/UFNr.2016.02.037703 [V.A. Milichko, A.S. Shalin, A.E. Kovrov, A.A. Krasilin, A.V. Vinogradov, P.A. Belov, I.S. Mukhin, C.R. Simovski. Phys.-Usp., 59 (8), 727 (2016). DOI: 10.3367/UFNe.2016.02.037703]
  15. P. Jain, R.S. Rajput, S. Kumar, A. Sharma, A. Jain, B.J. Bora, P. Sharma, R. Kumar, M. Shahid, A.A. Rajhi, M. Alsubih, M.A. Shah, A. Bhowmik. ACS Omega, 9 (11), 12403 (2024). DOI: 10.1021/acsomega.3c07994
  16. K. Fatima, A.H. Pandith, T. Manzoor, A. Qureashi. ACS Omega, 8 (9), 8865 (2023). DOI: 10.1021/acsomega.3c00333
  17. C. Wu, K.L. Shi, Y. Zhang, W. Jiang. J. Magn. Magn. Mater., 465, 114 (2018). DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.05.066
  18. J.H. Choi, F.T. Nguyen, P.W. Barone, D.A. Heller, A.E. Moll, D. Patel, S.A. Boppart, M.S. Strano. Nano Lett., 7 (4), 861 (2007). DOI: 10.1021/nl062306v
  19. M. Zhang, W. Wang, Y. Cui, X. Chu, B. Sun, N. Zhou, J. Shen. Chem. Eng. J., 338, 526 (2018). DOI: 10.1016/j.cej.2018.01.081
  20. S.M. Hosseini, J. Mohammadnejad, R. Najafi-Taher, Z.B. Zadeh, M. Tanhaei, S. Ramakrishna. ACS Appl. Bio Mater., 6 (4), 1323 (2023). DOI: 10.1021/acsabm.2c01000
  21. А.Р. Хаматгалимов, В.И. Коваленко. Российский химический журнал, 48 (5), 28 (2004)
  22. V.A. Brotsman, S.I. Troyanov. Chem. Commun., 60 (7), 893 (2024). DOI: 10.1039/D3CC05336A
  23. A. Munoz-Castro. Chem. Phys. Lett., 857, 141693 (2024). DOI: 10.1016/j.cplett.2024.141693
  24. L.A. Openov, A.I. Podlivaev, M.M. Maslov. Phys. Lett. A, 376 (45), 3146 (2012). DOI: 10.1016/j.physleta.2012.09.017
  25. А.Р. Эль Занин, С.В. Борознин, И.В. Запороцкова, Н.П. Борознина. ЖТФ, 94 (3), 410 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.03.57379.299-23
  26. A.R. El Zanin, S.V. Boroznin, I.V. Zaporotskova. Nanosyst.: Phys. Chem. Math., 16 (3), 374 (2025). DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-3-374-385
  27. H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien, R.F. Curl, R.E. Smalley. Nat., 318 (6042), 162 (1985). DOI: 10.1038/318162a0
  28. E. Osawa. Kagaku, 25, 854 (1970)
  29. Д.А. Бочвар, Е.Г. Гальперн. ДАН СССР, 209 (3), 610 (1973)
  30. M. Punetha, J. Bhagat, R. Pathak, S. Bhatt, P. Sanghani, V.D. Punetha. Industrial Scale Production, Commercialization, and Global Market of Functionalized Carbon Nanostructures. In: A. Barhoum, K. Deshmukh (eds). Handbook of Functionalized Carbon Nanostructures (Springer, Cham., 2024). DOI: 10.1007/978-3-031-32150-4_75
  31. S. Haghgoo, A.R. Nekoei. RSC Adv., 11 (28), 17377 (2021). DOI: 10.1039/D1RA02251B
  32. A. Zamudio-Ojeda, S.J. Guevara-Marti nez, J.G. Rodri guez-Zavala, R.A. Guirado-Lopez. Phys. Chem. Chem. Phys., 27 (26), 14113 (2025). DOI: 10.1039/D4CP04884A
  33. R. Cimbala, P. Havran, J. Kiraly, M. Rajvnak, J. Kurimsky, M. vSarpataky, B. Dolni k, K. Paulovivcova. J. Mol. Liq., 359, 119338 (2022). DOI: 10.1016/j.molliq.2022.119338
  34. T. Moorsom, M. Rogers, I. Scivetti, S. Bandaru, G. Teobaldi, M. Valvidares, M. Flokstra, S. Lee, R. Stewart, T. Prokscha, P. Gargiani, N. Alosaimi, G. Stefanou, M. Ali, F. Al Ma'Mari, G. Burnell, B.J. Hickey, O. Cespedes. Sci. Adv., 6 (12), eaax1085 (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aax1085
  35. J. Shi, X. Yu, L. Wang, Y. Liu, J. Gao, J. Zhang, R. Ma, R. Liu, Z. Zhang. Biomaterials, 34 (37), 9666 (2013). DOI: 10.1016/j.biomaterials.2013.08.049
  36. J. Shi, L. Wang, J. Gao, Y. Liu, J. Zhang, R. Ma, R. Liu, Z. Zhang. Biomaterials, 35 (22), 5771 (2014). DOI: 10.1016/j.biomaterials.2014.03.071
  37. F. Neese. Faraday Discussions, 254, 295 (2024). DOI: 10.1039/D4FD00056K
  38. Л.В. Кожитов, И.В. Запороцкова, Д.Г. Муратов, Н.П. Борознина, А.В. Попкова, С.В. Борознин, Е.В. Якушко. Синтез, свойства и моделирование металлоуглеродных нанокомпозитов (Волгоградский гос. ун-т, Волгоград, 2019)
  39. V.A. Rassolov, M.A. Ratner, J.A. Pople, P.C. Redfern, L.A. Curtiss. J. Comp. Chem., 22 (9), 976 (2001). DOI: 10.1002/jcc.1058
  40. N. Boroznina, I. Zaporotskova, S. Boroznin, E. Dryuchkov. Chemosensors, 7 (1), 11 (2019). DOI: 10.3390/chemosensors7010011
  41. R.O. Jones. Rev. Mod. Phys., 87 (3), 897 (2015). DOI: 10.1103/RevModPhys.87.897
  42. Y. Yang, J. Wang, Y. Shu, Y. Ji, H. Dong, Y. Li. Phys. Chem. Chem. Phys., 24 (15), 8591 (2022). DOI: 10.1039/D1CP05442B
  43. E. Napiorkowska, K. Milcarz, . Szeleszczuk. Int. J. Mol. Sci., 24 (18), 14155 (2023). DOI: 10.3390/ijms241814155
  44. E.R. Davidson, A.E. Clark. Int. J. Quant. Chem., 122 (8), e26860 (2022). DOI: 10.1002/qua.26860
  45. S.C. North, K.R. Jorgensen, J. Pricetolstoy, A.K. Wilson. Front. Chem., 11, 1152500 (2023). DOI: 10.3389/fchem.2023.1152500
  46. N.M. O'Boyle, A.L. Tenderholt, K.M. Langner. J. Comp. Chem., 29, 839 (2008). DOI: 10.1002/jcc.20823

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme