Издателям
Вышедшие номера
Расчет структуры углеродных кластеров на основе фуллереноподобных молекул С24 и С48
Крылова К.А.1, Баимова Ю.А.1, Дмитриев С.В.1,2, Мулюков Р.Р.1
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
Email: julia.a.baimova@gmail.com
Поступила в редакцию: 2 июня 2015 г.
Выставление онлайн: 20 января 2016 г.

Методом молекулярно-динамического моделирования исследованы равновесные структуры углеродных кластеров, полученных сшивкой валентными связями углеродных каркасов двух фуллереноподобных молекул. В свободном фуллерене атомы углерода образуют химическую связь по типу s-0.8ptp2-гибридизации, а на месте сшивки фуллеренов образуется связь по типу s-0.8ptp3-гибридизации, что и определяет изменение свойств таких структур. В литературе описана топология алмазоподобных фаз, однако равновесные кластеры на основе фуллереноподобных молекул были мало изучены. Прямые углы между связями C-C энергетически невыгодны, и понижение энергии кластеров в процессе релаксации связано с оптимизацией валентных углов, что приводит к понижению симметрии кластеров и, в ряде случаев, даже к разрыву некоторых валентных связей. Показано, что способ сшивки двух фуллеренов при создании кластера обусловливает различие в их структуре и энергии. Различные начальные условия могут приводить к разным конфигурациям кластеров с одинаковой топологией. Среди изученных кластеров найдена структура с наименьшей потенциальной энергией на атом. Полученные результаты вносят вклад в изучение реальной структуры углеродных кластеров. С.В.Д. благодарит за финансовую поддержку РНФ, грант 14-13-00982, Ю.А.Б. благодарит за финансовую поддержку стипендией президента РФ молодым ученым и аспирантам (СП-4037.2015.1). Расчеты произведены на суперкомпьютере Межведомственного cуперкомпьютерного центра РАН.
  • H.W. Kroto, H.R. Heath, S.C. O'Brien, R.F. Curl, R.E. Smаlley. Nature 318, 162 (1985)
  • P.A. Warda, J.A. Teprovich, jr., R.N. Comptona, V. Schwartz, G.M. Veith, R. Zidan. Int. J. Hydrogen Energy 40, 6, 2710 (2015)
  • M. Ghorbanzadeh Ahangari, A. Fereidoon, M. Darvish Ganji, N. Sharifi. Physica B 423, 1 (2013)
  • N. Politakos, I. Zalakain, B. Fernandez d'Arlas, A. Eceiza, G. Kortaberria. Mater. Chem. Phys. 142, 1, 387 (2013)
  • K. Kurotobi, Y. Murata. Science, 333, 6042, 613 (2011)
  • B. Xu, X. Chen. Phys. Rev. Lett. 110, 156 103 (2013)
  • V.N. Bakunin, A.Y. Suslov, G.N. Kuzmina, O.P. Parenago, A.V. Topchiev. J. Nanopart. Res. 6, 2--3, 273 (2004)
  • X. Zhang, K.K. Yeung, Z. Gao, J. Li, H. Sun, H. Xu, K. Zhang, M. Zhang, Z. Chen, M.M.F. Yuen, S. Yang. Carbon 66, 201 (2014)
  • D. Wei, J. Kivioja. Nanoscale 5, 10 108 (2013)
  • Р.Р. Мулюков, Ю.А. Баимова. Углеродные наноматериалы. РИЦ БашГУ, Уфа (2015). 160 с
  • В.А. Плотников, Д.Г. Богданов, С.В. Макаров. Детонационный наноалмаз. Изд-во Алтайского гос. ун-та, Барнаул (2014). 224 c
  • В.Ю. Долматов. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза. Получение, свойства, применения. Изд-во ГПУ, СПб. (2003). 344 c
  • H.O. Pierson. Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications. Noyes, Park Ridge (1993). 402 p
  • B. Wen, J. Zhao, M.J. Bucknum, P. Yao, T. Li. Diamond Rel. Mater. 17, 356 (2008)
  • В.В. Покропивный, А.В. Покропивный. ФТТ 46, 2, 380 (2004)
  • В.Л. Бекенев, В.В. Покропивный. ФТТ 48, 7, 1324 (2006)
  • J. Crain, S.J. Clark, G.J. Ackland, M.C. Payne, V. Milman, P.D. Hatton, B.J. Reid. Phys. Rev. B 49, 8, 5329 (1994)
  • Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ФТТ 55, 8, 1640 (2013)
  • Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ФТТ 57, 1, 192 (2015)
  • Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ЖЭТФ 140, 1, 99 (2011)
  • Е.А. Беленков, В.А. Грешняков. ФТТ 57, 6, 1229 (2015)
  • H.S. Domingos. J. Phys.: Condens. Matter. 16, 9083 (2004)
  • Е.А. Беленков, И.В. Шахова. ФТТ 53, 11, 2265 (2011)
  • K. Komatsu, K. Fujiwara, T. Tanaka, Y. Murata. Carbon 38, 1529 (2000)
  • V.A. Davydov, L.S. Kashevarova, A.V. Rakhmanina, V. Agafonov, H. Alloachi, R. Ceolin, A.V. Dzyabchenko, V.M. Senyavin, H. Szwarc, T. Tanaka, K. Komatsu. J. Phys. Chem. B 103, 11, 1800 (1999)
  • P.-A. Perssona, U. Edlund, P. Jacobsson, D. Johnels, A. Soldatov, B. Sundqvist. Chem. Phys. Lett. 258, 540 (1996)
  • Л.И. Овсянникова, В.В. Покропивный, В.Л. Бекенов. ФТТ 51, 10, 2070 (2009)
  • В.А. Грешняков, Е.А. Беленков, В.М. Березин. Кристаллическая структура и свойства углеродных алмазоподобных фаз. Издательский центр ЮУрГУ, Челябинск. (2012). 150 с
  • V. Nikos. Mechan. Mater. 67, 79 (2013)
  • L. Xiong, Q. Deng, G.J. Tucker, D.L. McDowell, Y. Chen. Int. J. Plasticity 38, 86 (2012)
  • Y. Cheng, M.X. Shi, Y.W. Zhang. Int. J. Solids Structures 49, 23--24, 3345 (2012)
  • К.А. Букреева, Р.И. Бабичева, С.В. Дмитриев, K. Zhou, Р.Р. Мулюков. Письма в ЖЭТФ 98, 100 (2013)
  • К.А. Букреева, Р.И. Бабичева, С.В. Дмитриев, K. Zhou, Р.Р. Мулюков. ФТТ 55, 9, 1847 (2013)
  • R.I. Babicheva, K.A. Bukreeva, S.V. Dmitriev, R.R. Mulyukov, K. Zhou. Int. 43, 171 (2013)
  • Ю.А. Баимова, Р.Т. Мурзаев, С.В. Дмитриев. ФТТ 56, 10, 1946 (2014)
  • J.A. Baimova, B. Liu, S.V. Dmitriev, K. Zhou. Phys. Status Solidi --- RRL 8, 4, 336 (2014)
  • К.А. Букреева, А.М. Искандаров, С.В. Дмитриев, Y. Umeno. Письма о материалах 3, 4, 318 (2013)
  • T.-H. Liu, G. Gajewski, C.-W. Pao, C.-C. Chang. Carbon 49, 7, 2306 (2011)
  • J. Han, S. Ryu, D. Sohn, S. Im. Carbon 68, 250 (2014)
  • http://lammps.sandia.gov/
  • S. Stuart, A. Tutein, J. Harrison. J. Chem. Phys. 112, 6472 (2000)
  • D.W. Brenner. Phys. Rev. B 42, 9458 (1990)
  • A.K. Singh, R.G. Hennig. Phys. Rev. B 87, 094 112 (2013)
  • S. Costamagna, M. Neek-Amal, J.H. Los, F.M. Peeters. Phys. Rev. B 86, 041 408 (2012)
  • J.A. Baimova, B. Liu, S.V. Dmitriev, N. Srikanth, K. Zhou. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 19 505 (2014)
  • M.A.N. Dewapriya, A.S. Phani, R.K.N.D. Rajapakse. Proceedings of the 23rd CANCAM, Vancouver, Canada (2011); V. Vijayaraghavan, C.H. Wong. Comp. Mater. Sci. 71, 184 (2013).
  • 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.