Структура и устойчивость фуллерена C20 и кластерного вещества на его основе

• Автор: Давыдов, Игорь Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Содержание
Введение и литературный обзор
Основные результаты
Положения выносимые на защиту
Аппробация
Глава 1. Методы расчета
1.1. Модель сильной связи
1.2. Метод молекулярной динамики и влияние разогрева электронной подсистемы
1.3. Энергия активации процессов перехода системы в другое состояние
1.4. Апробация методики на примере фуллерена Сво
1.5. Выводы
Глава 2. Кластер Сго
2.1. Изомеры кластера Сго
2.2. Моделирование динамики фуллерена Сго
2.3. Выводы
Глава 3. Кластерная молекула (Сго)г
3.1. Изомеры кластерной молекулы (Сго)г
3.2. Моделирование динамики димеров (Сго)
3.3. Выводы
Глава 4. 1D кристаллические структуры на основе фуллеренов

4.1. Различные типы связей в цепочках (Сго)n

4.2. Периодические граничные условия
4.3. Термическая устойчивость цепочек (С2о)лг
4.4. Выводы
Глава 5. 20 кристаллические структуры на основе фуллеренов

5.1. Различные квазидвумерные структуры (СгоЭмхм
5.2. Устойчивость квазидвумерных структур (С2о)мхм
5.3. Выводы
Глава 6. 30 кристаллические структуры на основе фуллеренов

6.1. Модели решетки трехмерной структуры из фуллеренов С20 •
6.2. Выводы
Заключение
Список работ по теме диссертации
Список литературы
Введение и литературный обзор
Открытие в 1985 году замкнутой сферической молекулы фуллерена Сбо [1] (рис. 1), а также последующее открытие нанотрубок [2] привели к появлению абсолютно нового класса углеродных материалов, обладающего совершенно удивительными свойствами. Фуллерены оказались под пристальным вниманием исследователей во многих областях науки. И хотя еще совсем недавно ученые полагали, что чистый углерод может быть представлен лишь двумя аллотропными формами — графит и алмаз, новые «нано-материалы» привели к резкому увеличению интереса к кластерам углерода, что обусловлено как их геометрической красотой и необычными физико-химическими свойствами, так и перспективами успешного практического использования [3].
Рис. 1. Фуллерен С

Таблица 3. Параметры функций в(г)и ф(г).
п пс гс, А го, Â гь А Фо, эВ т тс dc, к do, Â di, к
2.0 6.5 2.18 1.536 2.45 8.186 3.303 8.666 2.105 1.64 2.
ляющая Epot. Диагональные элементы гамильтониана Нтв определяются как энергии атомных орбиталей соответствующего атома, а недиагональные элементы описываются при помощи набора двуцентровых интегралов перекрытия Vssa, Vspa, Vppa и Vvjm, которые масштабируются в зависимости от межатомного расстояния г при помощи функции s (г):
.(г) =0)”«ф{«[-(£). + (0 ]], (3)
где го — расстояние между ближайшими соседями в кристалле алмаза, п, пс и гс — подгоночные параметры (см. табл. 3). Второе слагаемое в
формуле (2) — классическая энергия отталкивания атомов на близких
расстояниях:
Егер ({ri}) (rw) ) ’ ^
Р q J
где / — полином четвертой степени, а ф (rpq) — парный потенциал взаимодействия атомов р и q

ф(г) = ф0(^ ехр{т[-(0 +(|) ]}.

где фо, т и тс— подгоночные параметры (см. табл. 3).
Параметры модели были подобраны авторами работы [90] исходя из результатов расчетов энергии для различных углеродных структур (алмаз, графит, линейные цепочки, простые кубические и гранецентрированные