Low Temperature Physics: 42, 421 (2016); https://doi.org/10.1063/1.4951667
Физика Низких Температур: Том 42, Выпуск 5 (Май 2016), c. 538-543    ( к оглавлению , назад )

Инкапсулирование углеродных нанотрубок типа «кресло» цепочкой атомов Fe «зигзаг»

В.Г. Бутько, А.А. Гусев, Т.Н. Шевцова, Ю.Г. Пашкевич

Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина НАН Украины пр. Науки, 46, г. Киев, 03039, Украина
E-mail: shev@fti.dn.ua

Статья поступила в редакцию 14 декабря 2015 г.

Аннотация

В рамках теории функционала плотности проведены неэмпирические расчеты структурных, электронных и магнитных свойств углеродных нанотрубок (НТ) типа «кресло», инкапсулированных цепочкой ато-мов Fe «зигзаг» Fe2@(n,n)m (m = 1, 2; n = 4, 5, 6, 7, 8, 9). Показано, что оптимизация структуры вдоль оси НТ может существенно изменить энергию связи НТ и цепочки атомов Fe. Из расчетов следует, что Fe2@(5,5) — наиболее стабильна из всех исследуемых инкапсулированных нанотрубок. Уменьшение концентрации Fe в инкапсулированной НТ в два раза переводит систему из экзотермической в эндотермиче-скую (Fe2@(5,5)m) и наоборот (Fe2@(6,6)m)). При больших радиусах инкапсулированной НТ (> 4,13 Å) энергия связи НТ и цепочки атомов Fe стремится к нулю, а магнитные моменты атомов Fe и отклонения атомов Fe от оси НТ стремятся к значениям аналогичных величин в свободной цепочке атомов Fe «зигзаг».

PACS: 71.20.Tx Фуллерены и подобные материалы, интеркалированные соединения;
PACS: 73.22.–f Электронная структура наноразмерных материалов и других связанных с ними систем;
PACS: 61.48.De Структура углеродных нанотрубок, борсодержащих нанотрубок и других связанных с ними систем.

Ключевые слова: электронная структура, углеродная нанотрубка «кресло», инкапсулирование, цепочка атомов железа «зигзаг», энергия связи, магнитный момент железа.

Oпубликована онлайн: 23 марта 2016 г.