Стабильные углеродные структуры: фуллерен + Cn + графен, где Cn — линейный кластер

Получена: 25 апреля 2019; Исправлена: 03 июня 2019; Принята: 06 июня 2019
Цитирование: В.Г. Стельмах, И.Д. Ядгаров. Стабильные углеродные структуры: фуллерен + Cn + графен, где Cn — линейный кластер. Письма о материалах. 2019. Т.9. №3. С.344-348
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-3-344-348

Аннотация

Стабильные углеродные структуры: «фуллерен+Cn+графен», где Cn – линейный углеродный кластер, 2≤n≤5В данной работе методами компьютерного моделирования исследуются структуры, образованные фуллереном и графеном, которые соединены между собой либо линейным углеродным кластером с количеством атомов от 2 до 5, либо только одним атомом углерода. Для сравнения результатов также было рассмотрено простое ковалентное взаимодействие фуллерена с графеном без связывающих атомов и кластеров и были рассчитаны характеристики только нековалентного взаимодействия фуллерена с графеном. Стабильность структур фуллерен-кластер-графен определяется ковалентными связями атомов углерода, которые мы задаем в рамках потенциала Бреннера второго поколения (REBO), и нековалентным взаимодействием фуллерена с графеном, которое задаем межатомным потенциалом Леннарда-Джонса. Фуллерен в структуре фуллерен-кластер-графен хорошо закреплен к определенному месту графена благодаря ковалентным связям, и такое свойство структуры выгодно отличает от случая легко перемещающегося фуллерена по поверхности графена, если требуется жестко фиксировать фуллерен на графене. Показано, что хорошее связывание фуллерена с графеном осуществляется посредством кластеров углерода, и наилучшее связывание, если кластер двухатомный, связывание одним атомом углерода также приводит к стабильной структуре. Менее стабильным является простое ковалентное связывание фуллерена с графеном. Для получения моделей фуллерен-кластер-графен поэтапно проводилось основное компьютерное моделирование, начиная от создания моделей свободных углеродных линейных кластеров, бездефектного фуллерена и идеального графена, далее осуществлялось моделирование соединения фуллерена с кластерами, затем моделировалось соединение структур фуллерен-кластер к графену с учетом нековалентного взаимодействия фуллерена с графеном. Сравнение вычисленных энергий связывания показало, какие структуры более стабильные и как влияет нековалентное взаимодействие на стабильность. Анализ полученных структур фуллерен-кластер-графен определил изменение формы фуллерена и расстояние фуллерена до графена в этих структурах.

Ссылки (15)

1. A. V. Savin, Y. S. Kivshar. Scientific Reports. 2, 1012 (2012). Crossref
2. K. Berland, P. Hyldgaard. Phys. Rev. B. 87, 205421 (2013). Crossref
3. S. S. Rechviashvili, M. M. Bukhurova. Prot Met Phys Chem Surf. 53 (6), 967 (2017). Crossref
4. H. Ulbricht, G. Moos, T. Hertel. Phys. Rev. Lett. 90, 095501 (2003). Crossref
5. M. Garrido, J. Calbo, L. R. Perez, J. Arago, E. Ortı, M. A. Herranz, N. Martın. Chem. Commun. 53, 12402 (2017). Crossref
6. D. Garcı, L. R. Perez, M. A. Herranz, D. Pena, E. Guitian, S. Bailey, Q. A. Galiby, M. Noori, C. J. Lambert, D. Perez, N. Martın. Chem. Commun. 52, 6677 (2016). Crossref
7. M. Chen, R. Guan, Sh. Yang. Adv. Sci. 6, 1800941 (2018). Crossref
8. M. Neek-Amal, N. Abedpour, S. N. Rasuli, A. Naji, M. R. Ejtehadi. Phys. Rev. E. 82, 051605 (2010). Crossref
9. D. P. Kosimov, A. A. Dzhurakhalov, F. M. Peeters. Phys. Rev. B. 78, 235433 (2008). Crossref
10. Brenner's Code http://www.eng.fsu.edu/~dommelen/research/nano/brenner/index.html#advinfo.
11. D. W. Brenner, O. A. Shenderova, J. A. Harrison, S. J. Stuart, B. Ni, S. B. Sinnott. J. Phys.: Condens. Matter. 14, 783 (2002). Crossref
12. I. D. Yadgarov, V. G. Stel’makh, A. M. Rasulov, A. A. Dzhurakhalov. Tech. Phys. 60 (3), 474 (2015). Crossref
13. A. A. Dzhurakhalov, V. G. Stelmakh, I. D. Yadgarov. Journal of Physics: Conference Series. 640, 012023 (2015). Crossref
14. M. C. Payne, M. P. Teter, D. C. Allan, T. A. Arias, J. D. Joannopoulos. Rev. Mod. Phys. 64, 1045 (1992). Crossref
15. S. Laref, A. M. Asaduzzaman, W. Beck, P. A. Deymier, K. Runge, L. Adamowicz, K. Muralidharan. Chemical Physics Letters. 582, 115 (2013). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование