графен, гидроксильная группа, ab initio расчеты, электронные свойства, полиморфизм, кристаллическая структура, функционализация
Аннотация
Методом теории функционала плотности при использовании приближения обобщенного градиента выполнено моделирование трех новых полиморфных разновидностей функционализированного гидроксильной группой графена, состоящего только из парных топологических дефектов 4-6-12. Моделирование слоев проведено для примитивных гексагональных элементарных ячеек с типами присоединения гидроксильной группы T1, T2, T3. Каждая из рассматриваемых элементарных ячеек содержала 36 атомов. В результате проведенных расчетов установлено, что углеродный каркас исходного слоя остается устойчивым при функционализации по типам T1 и T3, а функционализированный слой T2 претерпевает разрушение. Слоевая плотность в гидроксиграфеновых слоях L4-6-12 с типами присоединения T1 и T3 составляет 1,34 и 1,36 мг/м2, соответственно, которая меньше слоевой плотности для аналогичных фторографеновых слоев на 0,08-0,16 мг/м2. Энергии сублимации устойчивых слоев T1 и T3 составили 18,16 и 17,37 эВ/(COH), соответственно. Для определения запрещенной зоны были рассчитаны плотности электронных состояний и зонные структуры. Величина ширины запрещенной зоны оказалась равной 3,33 эВ для слоя T1 и 1,93 эВ для слоя T3, что позволило отнести полученные слои к полупроводникам.
Биографии авторов
Максим Евгеньевич Беленков, Челябинский государственный университет, г. Челябинск
аспирант кафедры радиофизики и электроники
Владимир Андреевич Грешняков, Челябинский государственный университет, г. Челябинск
кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры физики конденсированного состояния
Владимир Михайлович Чернов, Челябинский государственный университет, г. Челябинск
доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры радиофизики и электроники
