ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

ПОЛИМОРФНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ГРАФАНА
Беленкова Т. Е., Чернов В. М., Беленков Е. А.

Челябинский государственный университет, http://www.csu.ru
454001 Челябинск, Российская Федерация
belenkova_te@gmail.com, chernov@csu.ru, belenkov@csu.ru

Поступила в редакцию 02.06.2016

Аннотация. Методами теории функционала плотности в градиентном приближении выполнены расчеты структуры и электронных свойств полиморфных разновидностей графана. Установлено, что возможно существование пяти основных структурных разновидностей графана, в которых атомы углерода находятся в кристаллографически эквивалентных состояниях. В результате расчетов зонной структуры и плотности электронных состояний установлено, что ширина запрещенной зоны на уровне Ферми для полиморфов графана варьируется от 5.50 эВ до 5.65 эВ. Энергия сублимации графановых слоев с различной структурой отличается незначительно, изменяясь в диапазоне от 11.33 до 11.48 эВ/ат.

Ключевые слова: углерод, графен, графан, кристаллическая структура, полиморфизм, первопринципные расчеты

PACS 81.05.ue

Библиография – 11 ссылок

РЭНСИТ, 2016, 8(1):49-54 DOI: 10.17725/rensit.2016.08.049

ЛИТЕРАТУРА

Novoselov KS, Geim AK, Morozov SV, Jiang D, Zhang Y, Dubonos SV, Grigorieva IV, Firsov AA. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science, 2004, 306:666-669.
Sofo JO, Chaudhari AS, Barber GD. Graphane: A two-dimensional hydrocarbon. Phys. Rev. B, 2007, 75:153401.
Elias DC, Nair RR, Mohiuddin TM, Morozov SV, Blake P, Halsall MP, Ferrari AC, Boukhvalov DW, Katsnelson MI, Geim AK, Novoselov KS. Control of graphene's properties by reversible hydrogenation: evidence for graphane. Science, 2009, 323:610-613.
Опенов ЛА, Подливаев АИ. Термическая десорбция водорода из графана. Письма в ЖТФ, 2010, 36(1):69-75.
Беленкова ТЕ, Андреева АА. Моделирование структуры электронных устройств на основе селективно графитированных графановых слоев. Сборник тезисов Всероссийской научной конференции студентов-физиков-18 (Красноярск, 2012). Екатеринбург, АСФ, 2012:102-103.
Belenkov EA, Shabiev FK. Scroll structure of carbon nanotubes obtained by the hydrothermal synthesis. Letters on materials, 2015, 5(4):459-462.
Wen XD, Hand L, Labet V, Yang T, Hoffmann R,1, Ashcroft NW, Oganov AR, Lyakhov AO. Graphane sheets and crystals under pressure. PNAS, 2011, 108(17):6833–6837.
Сорокин ПБ, Чернозатонский ЛА. Полупроводниковые наноструктуры на основе графена. УФН, 2013, 183(2):113-132.
Koch WA, Holthausen MC. Chemist’s Guide to Density Functional Theory. 2nd edition. Wiley-VCH Verlag GmbH, 2001, 293 p.
Perdew JP, Chevary JA, Vosko SH, Jackson KA, Pederson MR, Singh DJ, Fiolhais C. Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation. Phys. Rev. B, 1992, 46:6671-6687.
Giannozzi P, Baroni S, Bonini N, Calandra M, Car R, Cavazzoni C, Ceresoli D, Chiarotti GL, Cococcioni M, Dabo I, Dal Corso A, Fabris S, Fratesi G, de Gironcoli S, Gebauer R, Gerstmann U, Gougoussis C, Kokalj A, Lazzeri M, Martin-Samos L, Marzari N, Mauri F, Mazzarello R, Paolini S, Pasquarello A, Paulatto L, Sbraccia C, Scandolo S, Sclauzero G, Seitsonen AP, Smogunov A, Umari P, Wentzcovitch RM. QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials. J. Phys.: Condens. Matter, 2009, 21:395502.

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/189/8(1)-49-54.pdf