|
ДокладыИсследование сжатого мультиграфена квантово-химическими методамиРоссия, 394006, г. Воронеж, Университетская площадь, 1, Тел. +7(4732)2281160 Сочетание высокой подвижности электронов и дырок, теплопроводности, термодинамической стабильности и жесткости определяют интерес к мультиграфену (МГ) для создания устройств наноэлектроники, наноэлектромеханических систем и сенсоров [1, 2]. Развитие методов квантовой и вычислительной химии позволяет их успешно применять для решения задач в области исследования электронной структуры углеродных наноматериалов как в основном состоянии, так и при наличии внешних воздействий, таких как избыточное давление [2]. Целью настоящей работы является исследование зависимости межплоскостных расстояний и эффективного заряда двух- и трехслойного МГ от внешнего давления в интервале 0–50 ГПа методом теории функционала плотности (DFT) в приближении LSDA с использованием программного комплекса Gaussian09. На основе исследования геометрических параметров и стабильности МГ установлено уменьшение межплоскостного расстояния двух- и трехслойного МГ на 47% (с 3.61 до 1.90 Å) и на 36% (с 3.56 до 2.28 Å) соответственно, в интервале давлений P = 0–50 ГПа. Барическая зависимость эффективного заряда для двух- и трехслойного МГ линейная. Исследование перераспределения электронной плотности показало деформацию молекулярных орбиталей, определяющую увеличение вероятности нахождения электронов на внешних границах слоев МГ. Обнаружено формирование межплоскостных π-связей при критическом значении давления 10 и 30 ГПа для двух и трехслойного МГ. Межплоскостные π-связи выступают в роли каналов электронного переноса в направлении перпендикулярно слоям, уменьшая анизотропию электропроводности МГ. Из результатов исследования следует, что критическое давление формирования каналов проводимости растет с числом графеновых слоев в МГ. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №14-02-31315 мол_а).
Литература 1. Liu Y., et al. Temperature dependence of the electrical transport properties in few-layer graphene interconnects // Nanoscale Research Letters, Vol. 8:335, 2013. Pp. 1–7. 2. Бокова А.М. и др. Исследование мультиграфеновых структур на основе квантово-химической модели // Известия вузов. Электроника, Т. 20, № 1, 2015. Стр. 5–9.
|
