Введение
Глава 1. Литературный обзор 13
1.1. Аллотропия углерода 13
1.1.1 Кристаллические аллотропные модификации углерода 16
1.1.2 Молекулярно-подобные аллотропные модификации углерода 21
1.1.3 Аморфные аллотропные модификации углерода 24
1.1.4 Прочие аллотропные модификации углерода 26
1.2. Структура, свойства и синтез углеродных нанотрубок (УНТ) 31
1.2.1. Структура УНТ 31
1.2.2. Свойства УНТ 40
1.2.3. Дифракционные исследования структуры УНТ 46
Глава 2. Методика эксперимента 54
2.1. Расчет координат атомов ряда углеродных структур в
некристаллическом состоянии 54
2.1.1 Расчет координат атомов однослойных ахиральных УНТ 54
2.1.2 Расчет координат атомов однослойных УНТ произвольной конфигурации 58
2.1.3 Расчет координат атомов многослойных УНТ произвольной конфигурации 64
2.2. Моделирование искажений идеальных структур 73
2.2.1 Моделирование случайного смещения атомов 74
2.2.2 Формирование плотно упакованных структур 76
2.2.3 Формирование моделей, состоящих из набора различных структур 79
2.3 Расчет теоретических дифракционных картин рассеяния 80
2.4 Методика обработки экспериментальных данных аморфных
материалов 85
Глава 3. Результаты компьютерного моделирования УНТ 89
3.1. Построение моделей и расчет теоретических дифракционных картин
рассеяния однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) 89
3.1.1. Влияние длины ОУНТ на дифракционную картину 89
3.1.2. Влияние хиральности на параметры ОУНТ и картины рассеяния 94
3.1.3. Сглаживание «биений» кривой H(S) 97
3.1.4. Влияние радиуса ОУНТ на картину рассеяния 102
3.1.5. Влияние закрытости ОУНТ на картину рассеяния 103
Выводы по 3.1 105
3.2. Построение моделей и расчет теоретических дифракционных картин рассеяния многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) 106
3.2.1 Построение моделей МУНТ типа «русская матрешка» 106
3.2.2. Построение моделей МУНТ типа «свиток» 120
Выводы по 3.2 123
3.3. Построение моделей и расчет картин рассеяния гексагональных графитовых сеток различных конфигураций 126
3.3.1. Построение сеток, состоящих из листов графена 126
3.3.2. Построение сеток, состоящих из листов графита 128
3.4. Построение моделей и расчет картин рассеяния искаженных углеродных структур различных конфигураций 132
3.4.1. Построение моделей со случайными смещениями атомов 132
3.4.2. Моделирование плотноупакованных структур 133
3.4.3. Моделирование наборов углеродных структур 135
Глава 4. Результаты рентгенографических исследований образцов углеродных материалов, содержащих УНТ 141
Заключение 156
Список литературы 158
