Влияние механических деформаций на электронные свойства и адсорбционную способность графена и родственных углеродных наноструктур Катин Константин Петрович

brief description

Катин, Константин Петрович.
Влияние механических деформаций на электронные свойства и адсорбционную способность графена и родственных углеродных наноструктур : диссертация ... доктора физико-математических наук : 02.00.04 / Катин Константин Петрович; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»]. - Москва, 2021. - 236 с. : ил.
Оглавление диссертациидоктор наук Катин Константин Петрович
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА И АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕФОРМИРОВАННОГО ГРАФЕНА
1.1. Электронная структура напряженного графена
1.2. Методика моделирования адсорбции радикалов Н и ОН на растянутый графен
1.3. Неортогональная модель сильной связи с И-С-Ы-О параметризацией
1.3.1. Сильные стороны метода сильной связи по сравнению с другими межатомными потенциалами
1.3.2. Описание модели сильной связи для Н-С-Ы-О соединений
1.3.3. Параметризация неортогональной модели сильной связи и подбор параметров
1.3.4. Геометрия и энергия связи молекул НкСЫтОп
1.4. Разработка программного пакета для визуализации молекулярных структур QustVis и его интеграция с неортогональной моделью сильной связи
1.5. Адсорбция одиночного радикала (Н и ОН) на напряженный графен
1.6. Взаимодействие радикалов Н и ОН на поверхности напряженного графена... .55 Выводы по результатам первой главы
ГЛАВА 2. УПОРЯДОЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУПП НА ПОВЕРХНОСТИ ДЕФОРМИРОВАННОГО ГРАФЕНА
2.1. Общие сведения о различных полиморфах полностью функционализированного графена
2.2. Описание методики моделирования полностью функционализированного графена
2.3. Структура и свойства недеформированных полностью функционализированных графеновых листов
2.4. Влияние внешнего электрического поля на относительную устойчивость различных недеформированных полиморфов
2.5. Влияние механической деформации и кривизны на относительную устойчивость различных полиморфов
2.6. Энергия границы, разделяющей различные полиморфы
2.7. Динамическая устойчивость полиморфов графана и границы между ними
Выводы по результатам второй главы
ГЛАВА 3. ОЗОНИРОВАНИЕ ВОЛНИСТОГО ГРАФЕНА
3.1. Озонирование как метод очистки графена от остаточных полимеров
3.2. Связь локальной кривизны поверхности графена с энергией адсорбции
эпоксидной группы
Выводы по результатам третьей главы
ГЛАВА 4. АДСОРБЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ДЕФОРМИРОВАННОГО ГРАФЕНА, ДОПИРОВАННОГО АЗОТОМ
4.1. Практическая значимость допированного азотом графена
4.2. Методика моделирования адсорбционных свойств допированного азотом графена
4.3. Адсорбция радикалов на растянутый графен, допированный азотом
4.4. Эмпирическое описание упругих свойств допированного азотом графена при помощи потенциала Терсоффа
4.5. Гипердинамический метод определения термической устойчивости и каналов распада атомных систем
4.5.1. Недостатки классической молекулярной динамики и доступные альтернативы
4.5.2. Описание гипердинамического алгоритма
4.5.3. Апробация гипердинамического подхода на фуллереновых структурах Сб0 и 060^2
4.6. Термическая устойчивость и электронные свойства допированного азотом фуллерена C20
4.6.1. Свойства и область применения допированных азотом фуллеренов
4.6.2. Моделирование образования дефектов в допированном азотом фуллерене методом теории функционала электронной плотности
4.6.3. Гипердинамическое моделирование образования дефектов в допированном
азотом фуллерене
Выводы по результатам четвертой главы
ГЛАВА 5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗОГНУТОГО ГРАФЕНА С НИКЕЛЕМ
5.1. Практическая значимость взаимодействия графена с никелем
5.2. Выбор межатомного потенциала для описания взаимодействия атомов металла с графеном и силиценом
5.3. Методика моделирования взаимодействия атомов никеля и других металлов с графеном и силиценом
5.4. Подбор параметров потенциала Морзе для взаимодействия графена и силицена с металлами
5.5. Учет мультиплетности при взаимодействии атомов никеля и других металлов с графеном и силиценом
5.6. Проверка потенциала на системах с меньшей кривизной: чашеобразные конфигурации С20
5.7. Проверка потенциала на системах с меньшей кривизной: углеродные фуллерены С240
5.8. Описание модели изогнутого листа никелированного графена
5.9. Результаты молекулярно-динамического моделирования изогнутого листа
никелированного графена
Выводы по результатам пятой главы
ГЛАВА 6. ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕФОРМИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ ПИПОДОВ
6.1. Электронные свойства системы Сб0@(12,10)SWNT
6.2. Дефект Стоуна-Уэльса в инкапсулированном внутрь нанотрубки фуллерене Сзб
6.2.1. Методика моделирования дефекта Стоуна-Уэльса в инкапсулированном фуллерене С3б
6.2.2. Активационный барьер для дефекта Стоуна-Уэльса в инкапсулированном фуллерене Сзб
6.3. Механически индуцируемый фазовый переход полупроводник-металл в углеродных пиподах на основе Сзб
6.3.1. Методика моделирования зонной структуры деформированных углеродных пиподов на основе С3б
6.3.2. Упругие свойства углеродного пипода на основе С3б
6.3.3. Электронные характеристики деформированного углеродного пипода на основе С3б
6.3.4. Влияние температуры на металлические свойства деформированного углеродного пипода на основе С3б
6.3.5. Влияние диаметра пипода основе С3б и плотности фуллеренов в нем на его
электронные свойства
Выводы по результатам шестой главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ: АПРОБАЦИЯ МОДЕЛИ ОТВМ