Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2026, выпуск 8 » Статья стр. 1197
<<<>>>
Структура и электронные свойства кристаллических карбиноидных фаз γ-типа: первопринципные расчеты
Российский научный фонд, Получение и применения мезо- и нано-структурированных функциональных углеродных материалов, 25-72-31032
Грешняков В.А. 1,2, Павлик В.В. 1,2
1Челябинский государственный университет, Челябинск, Россия
2Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, Калининград, Россия
Email: v.greshnyakov@yandex.ru, vitaliypavlik@mail.ru
Поступила в редакцию: 3 июля 2026 г.
В окончательной редакции: 30 июля 2026 г.
Принята к печати: 31 июля 2026 г.
Выставление онлайн: 31 августа 2026 г.
PDF версия
Методом теории функционала плотности проведены расчеты структуры и свойств четырех основных типов наноструктурированных карбиноидных фаз, полученных из мономерного предшественника 1,3,5-трибромо-2,4,6-треэтинилбензола. Исследованные фазы являются трехмерными аналогами слоев γ1-графина и характеризуются кубической и ромбоэдрической симметрией, обладают пористой структурой с плотностью не более 79.3 % от плотности графита. Электронные свойства фаз варьируются от металлических до полупроводниковых, которые, наряду с плотностью, изменяются в зависимости от доли sp-гибридизированных атомов в структуре. Наиболее стабильная и вероятная для синтеза фаза с простой кубической решеткой (γК1-C48-1) имеет ширину запрещенной зоны 1.76 eV, которая уменьшается с двукратным удлинением цепей из sp-гибридизированных атомов на 0.42 eV. Показано, что ИК- и КР-спектры фрагментов карбиноида γК1-C48-1 и синтезированного слоя γ1-графина-1 близки и содержат только одно характерное различие при частотах ~1530 cm-1. Поэтому для однозначной идентификации γК1-C48-1 и других структурных типов γ-карбиноидов необходимо дополнительно использовать рассчитанные рентгенограммы. Ключевые слова: углеродные наноматериалы, трехмерные карбиноиды, полупроводники, метод теории функционала плотности, рентгеноструктурный анализ.
  1. R.H. Baughman, H. Eckhardt, M. Kertesz. J. Chem. Phys. 87, 11, 6687 (1987)
  2. L. Guoxing, L. Yuliang, L. Huibiao, G. Yanbing, L. Yongjun, Z. Daoben. Chem. Commun. 46, 19, 3256 (2010)
  3. V.G. Desyatkin, W.B. Martin, A.E. Aliev, N.E. Chapman, A.F. Fonseca, D.S. Galvao, E.R. Miller, K.H. Stone, Z. Wang, D. Zakhidov, F.T. Limpoco, S.R. Almahdali, S.M. Parker, R.H. Baughman, V.O. Rodionov. J. Am. Chem. Soc. 144, 17999 (2022)
  4. E.A. Belenkov, V.A. Greshnyakov, V.V. Mavrinskii. Nanosystems: Phys. Chem. Math. 12, 6, 672 (2021)
  5. M. Park, Y. Kim, H. Lee. npj Comput. Mater. 4, 54 (2018)
  6. T. Ouyang, C. Cui, X. Shi, C. He, J. Li, C. Zhang, C. Tang, J. Zhong. Phys. Status Solidi RRL 14, 12, 2000437 (2020)
  7. H. Du, H. Yang, C. Huang, J. He, H. Liu, Y. Li. Nanoenergy, 22, 615 (2016)
  8. V.A. Greshnyakov, V.V. Pavlik. Lett. Mater. 13, 4, 323 (2023)
  9. D. G. Chandran, N. Ramkumar, R. Biswas. J. Mater. Chem. A 14, 7909 (2026)
  10. Z. Zuo, H. Shang, Y. Chen, J. Li, H. Liu, Y. Liab, Y. Li. Chem. Commun. 53, 8074 (2017)
  11. J. Wang, S. Zhang, J. Zhou, R. Liu, R. Du, H. Xu, Z. Liu, J. Zhang, Z. Liu. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 23, 11303 (2014)
  12. 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 Jr., 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, 29, 465901 (2017)
  13. T. Thonhauser, S. Zuluaga, C.A. Arter, K. Berland, E. Schroder, P. Hyldgaard. PRL 115, 13, 136402 (2015)
  14. R. Sabatini, E. Kucukbenli, B. Kolb, T. Thonhauser, S. de Gironcoli. J. Phys.: Condens. Matter 24, 42, 424209 (2012)
  15. H.O. Pierson. Handbook of Carbon, Graphite, Diamonds and Fullerenes: Processing, Properties and Applications. William Andrew, Amsterdam (2012). 419 p
  16. Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ФТТ 61, 10, 1926 (2019)
  17. J.M. Soler, E. Artacho, J.D. Gale, A. Garcia, J. Junquera, P. Ordejon, D. Sanchez-Portal. J. Phys.: Condens. Matter, 14, 11, 2745 (2002)
  18. V.A. Greshnyakov, V.V. Pavlik, M.E. Belenkov, E.A. Kulakova. Lett. Mater. 16, 1, 23 (2026)
  19. F. Neese. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 12, 1, e1606 (2022)
  20. B. Hammer, L.B. Hansen, J.K. N rskov. Phys. Rev. B 59, 11, 7413 (1999)
  21. Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. Металлургия, М. (1982). 632 с
  22. N. Narita, S. Nagai, S. Suzuki, K. Nakao. Phys. Rev. B 58, 11009 (1998)
  23. Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ФТТ 55, 8, 1640 (2013)
  24. M. O'Keeffe, G.B. Adams, O.F. Sankey. Phys. Rev. Lett. 68, 2325 (1992)
  25. R.H. Baughman, C. Cui. Synth. Met. 55, 1, 315 (1993)
  26. C. He, L. Sun, C. Zhang, J. Zhong. Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 680 (2013)
  27. Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ЖЭТФ 146, 1, 116 (2014)
  28. J-T. Wang, C. Chen, E. Wang, Y. Kawazoe. Sci. Rep. 4, 4339 (2014)
  29. J-T. Wang, C. Chen, H-D. Li, H. Mizuseki, Y. Kawazoe. Sci. Rep. 6, 24665 (2016)
  30. X. Gao, Y. Zhu, D. Yi, J. Zhou, S. Zhang, C. Yin, F. Ding, S. Zhang, X. Yi, J. Wang, L. Tong, Y. Han, Z. Liu, J. Zhang. Sci. Adv. 4, eaat6378 (2018)
  31. X. Gao, H. Liu, D. Wang, J. Zhang. Chem. Soc. Rev. 48, 908 (2019)
  32. V.G. Abhijitha, S.B. Mishra, S. Ramaprabhu, B.R.K. Nanda. Nanoscale Adv. 4, 3870 (2022)
  33. C.M.O. Bastos, E.J.A. Santos, R.A.F. Alves, A.C. Dias, L.A. Ribeiro Jr., D.S. Galvao. ACS Omega 10, 39, 46065 (2025)
  34. J. Laranjeira, L. Marques, M. Melle-Franco, K. Strutynski, M. Barroso. Carbon 194, 297 (2022)
  35. Q. Yue, S. Chang, J. Kang, S. Qin, J. Li. J. Phys. Chem. C 117, 14804 (2013)
  36. X. Hou, Z. Xie, C. Li, G. Li, Z. Chen. Materials 11, 2, 188 (2018)
  37. И.С. Григорьев, Е.З. Мейлихов. Физические величины: Справочник. Энергатоиздат, М. (1991). 1232 с
  38. M. Terrones, A.R. Botello-Mendez, J. Campos-Delgado, F. Lopez-Urias, Y.I. Vega-Cantu, F.J. Rodriguez-Macias, A.L. Elias, E. Munoz-Sandoval, A.G. Cano-Marquez, J.C. Charlier, H. Terrones. Nano Today 5, 351 (2010)
  39. A.J. Clancy, M.K. Bayazit, S.A. Hodge, N.T. Skipper, C.A. Howard, M.S.P. Shaffer. Chem. Rev. 118, 7363 (2018)
  40. S.C. Bhatia. Advanced Renewable Energy Systems. Woodhead Publishing India (2014). 743 p
  41. V.E. Zhivulin, L.A. Pesin, E.A. Belenkov, V.A. Greshnyakov, N. Zlobina, M. Brzhezinskaya. Polym. Degrad. Stab. 172, 109059 (2020).

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.

Учредители

Издатель

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