Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 3 (Март 2020), c. 286-315    ( к оглавлению , назад )

Низкоразмерные особенности колебательных характеристик и стабильность графеновых наноструктур (Обзор)

И.А. Господарев, В.А. Сиренко, Е.С. Сыркин, С.Б. Феодосьев

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Науки, 47, Харьков, 61103, Украина
E-mail: feodosiev@ilt.kharkov.ua

К.А. Минакова

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» МОН Украины ул. Багалия, 21, Харьков, 61002,Украина

Статья поступила в редакцию 14 ноября 2019 г., опубликована онлайн 27 января 2020 г.

Анотація

Для графіту та графенових наноутворень, таких як наноплівки та нанотрубки на мікроскопічному рівні розраховано та проаналізовано густини фононних станів, а також пов’язані з ними коливальні термодинамічні характеристики: теплоємність, середньоквадратичні зміщення атомів та теплове розширення. Розрахункова модель побудована на основі експериментальних даних без використання апріорних припущень про характер та потенціали міжатомних взаємодій, а тільки потім зіставляється з ними, демонструючи добрий збіг. Досліджено притаманні графеновим структурам квазізгинальну моду та крутильну моду, характерну для графенових нанотрубок, проаналізовано їхні внески в низькотемпературні коливальні характеристики. Проаналізовано вплив на фононний спектр й коливальні характеристики деяких протяжних дефектів: інтеркаляції графіту перехідними металами, сходинок на поверхні графенових наноплівок та границь графенового моношару на підкладинці. Результати розрахунків зіставляються з експериментальними даними.

Ключові слова: графіт, графенові наноплівки та нанотруб-ки, дефект, густина фононних станів, фононна теплоємність, середньоквадратичні атомні зміщення, теплове розширення.