Nonorthogonal tight-binding model with H–C–N–O parameterisation

Maslov, Mikhail M.; Подливаев, А. И.; Katin, Konstantin P.

doi:10.1080/08927022.2015.1044453

Cited by 69 publications

(32 citation statements)

References 35 publications

(45 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…We chose the periodic boundary conditions in both directions within the (XY) plane and the free boundary conditions in the transverse direction Z. and side view (b). 4 The energy of the supercell with specified atomic coordinates was calculated in the framework of the nonorthogonal tight-binding model [12], which takes into account all four valence orbitals of each carbon atom and has been shown to work well for the simulation of graphene and other carbon structures (see [9,11,13] and references therein).…”

Section: Computational Detailsmentioning

confidence: 99%

Negative Poisson’s ratio in a nonplanar phagraphene

Openov

Подливаев

2017

Phys. Solid State

View full text Add to dashboard Cite

We present the results of numerical simulation of elastic properties of phagraphene, a recently predicted but not synthesized yet quasi-two-dimensional allotrope of graphene.We show that the Poisson's ratio is positive for the planar configuration of phagraphene and negative for the nonplanar one. Both the Poisson's ratio and the Young's modulus are isotropic for the planar phagraphene and strongly anisotropic for the nonplanar phagraphene.

show abstract

Section: Computational Detailsmentioning

confidence: 99%

Negative Poisson’s ratio in a nonplanar phagraphene

Openov

Подливаев

2017

Phys. Solid State

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Межатомные взаимодействия описывались в рамках неортогональной модели сильной связи [12], которая уступает по точности первопринципным методам, но при этом гораздо менее требовательна к вычислитель-ным ресурсам, что позволяет проследить эволюцию системы из ∼ 100 атомов в течение достаточно дли-тельного (по атомным меркам) времени. Эта модель продемонстрировала свою применимость к численному исследованию самых различных углеродных нанострук-тур (см.…”

Section: методы расчетаunclassified

Термический Отжиг Дефектов Стоуна-Уэльса В Фуллеренах И Нанотрубках

Подливаев¹,

Опенов²

2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Методом молекулярной динамики изучен термоактивированный отжиг топологических дефектов Стоуна−Уэльса в углеродных фуллеренах и нанотрубках. Показано, что температурные зависимости характерных времен отжига подчиняются закону Аррениуса. Определены значения соответствующих энергий активации и частотных факторов. Полученные результаты сопоставлены с данными моделирования поверхностей потенциальной энергии. Введение[4]) одним из основных типов дефектов являются топологические де-фекты Стоуна−Уэльса (Stone−Wales, SW), которые об-разуются при трансформациях SW -поворотах связей С−С на угол ≈ 90• [5]. Дефекты SW могут играть как отрицательную, так и конструктивную роль. Например, накопление этих дефектов в фуллерене С 60 при сильном нагреве приводит в конечном итоге к фрагментации кластера [6], а их присутствие в углеродных нанотруб-ках (УНТ) снижает механическую жесткость послед-них [7,8]. С другой стороны, будучи центрами предпочти-тельной адсорбции различных химических групп и эле-ментов, дефекты SW могут существенно улучшить функ-циональные характеристики УНТ и фуллеренов [9,10]. Таким образом, в зависимости от целей конкретного эксперимента и/или предполагаемого направления прак-тического использования той или иной углеродной нано-структуры может оказаться желательным как уменьше-ние, так и увеличение количества дефектов SW в ней.Для создания дефектов SW требуются сильные меха-нические деформации (например, излом УНТ [11]) или облучение частицами с высокой энергией. Что касается очистки наноструктуры от этих дефектов, то наиболее практичным представляется ее нагрев до температур, при которых тепловая энергия достаточно велика для отжига имеющихся в образце дефектов SW, но недо-статочна для термоактивированного образования новых дефектов (а тем более -для разрушения нанострукту-ры). Целью настоящей работы является компьютерное моделирование процесса отжига дефектов SW и опреде-ление температурных зависимостей характерных времен отжига. В качестве объектов исследования мы выбрали фуллерен С 60 и одностенную УНТ (10, 0). Методы расчетаМежатомные взаимодействия описывались в рамках неортогональной модели сильной связи [12], которая уступает по точности первопринципным методам, но при этом гораздо менее требовательна к вычислитель-ным ресурсам, что позволяет проследить эволюцию системы из ∼ 100 атомов в течение достаточно дли-тельного (по атомным меркам) времени. Эта модель продемонстрировала свою применимость к численному исследованию самых различных углеродных нанострук-тур (см. работы [13-16] и ссылки в них).Для фуллерена С 60 выбирались свободные граничные условия по всем направлениям. Для УНТ (10, 0) исполь-зовалась сверхъячейка с периодическими граничными условиями вдоль оси УНТ и свободными в двух попереч-ных направлениях. Период сверхъячейки определялся из условия минимума энергии равновесной конфигурации.Моделирование временной эволюции фуллерена и УНТ проводилось методом молекулярной динамики (МД). Для численного интегрирования уравнений дви-жения использовался алгоритм Верле с шагом по вре-мени 0.3 fs (дета...

show abstract

“…Межатомные взаимодействия С−С, С−Н и Н−Н описывались в рамках неортогональной модели сильной связи [20], которая в явном виде включает квантово-механический ( " зонный") вклад электронной подсисте-мы в полную энергию и учитывает все валентные электроны: по одному от каждого атома водорода (1s) и по четыре от каждого атома углерода (2s и 2p). Этот подход продемонстрировал свою применимость к чис-ленному моделированию широкого круга углеродных и углеводородных наноструктур (см.…”

Section: методы расчетаunclassified

Влияние Адсорбции Водорода На Трансформацию Стоуна- Уэльса В Углеродных Нанотрубках Малого Диаметра

Опенов¹,

Подливаев²

2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

В рамках неортогональной модели сильной связи изучено влияние гидрирования углеродных нанотрубок (4, 0) и (3, 0) на трансформацию Стоуна−Уэльса. Показано, что адсорбция атомарного водорода может приводить как к понижению, так и к повышению барьеров для прямой и обратной трансформации в зависимости от ориентации поворачивающейся связи С−С относительно оси нанотрубки. Сделана оценка характерных времен образования и отжига дефектов Стоуна−Уэльса. Рассчитаны модули Юнга.Работа поддержана грантом РФФИ № 18-02-00278-а и выполнена при поддержке Министерства образова-ния и науки РФ в рамках Программы повышения конкурентоспособности НИЯУ МИФИ. DOI: 10.21883/FTT.2018.04.45695.302 1. Введение) самым распро-страненным типом дефектов являются топологические дефекты Стоуна−Уэльса (Stone−Wales, SW). Они обра-зуются при трансформациях SW -поворотах связей С−С на угол ≈ 90• [4]. В результате каждого такого поворота изменяются размеры нескольких соседних уг-леродных колец. Так, если поворачивающаяся связь С−С является общей для двух 6-атомных колец в графене, то в результате трансформации SW появляются два 5-атомных и два 7-атомных кольца.В углеродных наноструктурах трансформации SW и дефекты SW могут играть различную роль. Например, бакминстерфуллерен С 60 с симметрией I h [1] образуется, по-видимому, из исходно разупорядоченного кластера С 60 путем цепочки обратных трансформаций SW [5]. Дефекты SW в углеродных нанотрубках (УНТ), с одной стороны, уменьшают их механическую жесткость [6,7], а с другой -могут улучшить функциональные харак-теристики УНТ, поскольку являются центрами предпо-чтительной адсорбции различных химических элемен-тов [8,9]. В графене дефекты SW влияют на механиче-ские свойства, электронную структуру и фононные спек-тры [10,11]. Рассеивая электронные волны, они снижают подвижность носителей заряда.Дефекты SW образуются, как правило, на стадии изго-товления той или иной наноструктуры. Кроме того, они возникают при облучении образца частицами с высокой энергией (ионами, электронами и т. п.), а также при сильной механической деформации [12]. Чтобы очистить наноструктуру от дефектов SW можно, например, на-греть ее до температуры, при которой тепловая энергия достаточна для отжига дефектов [13].Интенсивность формирования и отжига дефектов SW определяется высотой соответствующих активаци-онных барьеров на поверхности потенциальной энергии (potential energy surface, PES). Ранее было показано [14], что в фуллерене С 60 эти барьеры можно существенно понизить путем адсорбции на кластер атомарного водо-рода. Аналогичный результат получен при исследовании адсорбции водорода и молекул ОН на графен [15] (см. также [16]).Цель настоящей работы заключается в компьютер-ном моделировании прямой и обратной трансформации SW в гидрированных одностенных УНТ. Для опреде-ленности мы ограничиваемся рассмотрением адсорб-ции водорода только на внешней стороне УНТ, т. е. считаем, что в полость УНТ водород не проникает. Такая ситуация имеет место в очень узких УНТ. При увеличении диаметра УНТ внешнее гидрирование ста-новится энергетичес...

show abstract

Nonorthogonal tight-binding model with H–C–N–O parameterisation

Cited by 69 publications

References 35 publications

Negative Poisson’s ratio in a nonplanar phagraphene

Negative Poisson’s ratio in a nonplanar phagraphene

Термический Отжиг Дефектов Стоуна-Уэльса В Фуллеренах И Нанотрубках

Влияние Адсорбции Водорода На Трансформацию Стоуна- Уэльса В Углеродных Нанотрубках Малого Диаметра

Contact Info

Product

Resources

About