Исследование энергетики углеродных нанотрубок безорбитальным методом в рамках теории функционала плотности
- Авторы: Заводинский В.Г.1, Горкуша О.А.1
-
Учреждения:
- Хабаровское отделение Института прикладной математики ДВО РАН
- Выпуск: Том 7, № 3 (2020)
- Страницы: 29-36
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/2313-223X/article/view/529780
- DOI: https://doi.org/10.33693/2313-223X-2020-7-3-29-36
- ID: 529780
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
В данной работе изучена зависимость энергии связи атомов углерода в нанотрубках от величины диаметра трубок. Для вычисления энергии связи использовался полноэлектронный безорбитальный метод моделирования, развитый нами в рамках теории функционала плотности. Исследованы нанотрубки конечной длины с открытыми концами типа «кресло» (armchair). Диаметр трубок D варьировался от 0,68 до 1,50 нм, а количество входящих в них атомов изменялось от 80 до 320. Были рассмотрены три набора трубок: длина трубок в первом наборе составляла 0,87 нм, во втором - 1,36 нм, в третьем - 1,86 нм. Для первого набора минимум энергии связи (-7,50 эВ) найден при Dmin = 1,22 нм, для второго набора при Dmin = 1,00 нм (-7,62 эВ), для третьего - при Dmin = 1,06 нм (-8,01 эВ), что хорошо согласуется с многочисленными экспериментальными данными.
Полный текст
Об авторах
Виктор Григорьевич Заводинский
Хабаровское отделение Института прикладной математики ДВО РАН
Email: vzavod@mail.ru
доктор физикоматематических наук, профессор; ведущий научный сотрудник; член редакционной коллегии журнала Computational nanotechnology. Хабаровск, Российская Федерация
Ольга Александровна Горкуша
Хабаровское отделение Института прикладной математики ДВО РАН
Email: o_garok@rambler.ru
андидат физикоматематических наук; старший научный сотрудник Хабаровск, Российская Федерация
Список литературы
- Kunsil Lee, Chong Rae Park. Effects of chirality and diameter of single-walled carbon nanotubes on their structural stability and solubility parameters. Royal Society of Chemistry Advances. 2014. No. 4. Pp. 33578-33581.
- Chin Li Cheung, Andrea Kurtz, Hongkun Park, Charles M. Lieber. Diameter-controlled synthesis of carbon nanotubes. J. Phys. Chem. B. 2002. No. 106. Pp. 2429-2433.
- Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки. УФН. 1997. № 167 (9). С. 945-972.
- Ching-Hwa Kiang, Goddard III W.A., Beyers R., Bethune D.S. Carbon nanotubes with single-layer walls. In: Carbon nanotubes. M. Endo, S. Iijima, M.S. Dresselhaus (eds). Oxford OX5 l GB, U.K.: Pergamon, Elsevier Science Ltd; The Boulevard, Langford Lane, Kidlington, 1996. Pp. 47-58.
- Zavodinsky V.G., Gorkusha O.A., Kuzmenko A.P. Energetics of carbon nanotubes with open edges: Modeling and experiment. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2017. No. 8 (5). Pp. 635-640.
- Kohn W., Sham J.L. Self-consistent equations including exchange and correlation effects. Phys. Rev. 1965. Vol. 140. Pp. A1133-A1138.
- Hohenberg H., Kohn W. Inhomogeneous electron gas. Phys. Rev. 1964. Vol. 136. Pp. B864-B871.
- Perdew J.P., Zunger A.S. Self-interaction correction to density functional approximation for many-electron systems. Physical Review. 1981. No. 23. Pp. 5048-5079.
- Ceperley D.M., Alder B.J. Ground state of the electron gas by a stochastic method. Physical Review. 1980. No. 45. Pp. 566-569.
- Perdew J.P., Wang Y. Accurate send simple density functional for the electronic exchange energy. Physical Review. 1986. No. 33. Pp. 8800-8802.
- Zavodinsky V.G., Gorkusha O.A. On a possibility to develop a fullpotential orbital-free modeling approach. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 2019. No. 10 (4). Pp. 402-409.
- Заводинский В.Г., Горкуша О.А. Полноэлектронный безорбитальный метод моделирования атомных систем: первый шаг. Computational Nanotechnology. 2019. Т. 6. № 3. C. 80-85.
- Полноэлектронный пакет для моделирования атомов и молекул. URL: http://elk.sourceforge.net
Дополнительные файлы
