Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 13
1.1. Наноструктуры на основе графена 13
1.1.1. Графен. 13
1.1.2. Графан 18
1.1.3. Флексоэлектрический эффект в графеновых наноструктурах 20
1.1.4. Углеродные наноконусы 22
1.2. Неуглеродные двумерные материалы 24
1.2.1. Гексагональный нитрид бора 24
1.2.2. Дихалькогениды переходных металлов 25
1.2.3. Фосфорен 26
1.2.4. Двумерный карбид кремния 26
1.2.5. Оксид цинка 27
1.3. Теория функционала электронной плотности 28
1.3.1. Введение 28
1.3.2. Теория Томаса-Ферми 30
1.3.3. Теория Хоэнберга-Кона 32
1.3.4. Самосогласованное уравнение Кона-Шэма 35
1.3.5. Приближение локальной электронной плотности (LDA) 38
1.3.6. Общее градиентное приближение (GGA)
1.4. Расчет фазовых диаграмм 41
1.5. Расчет модуля жесткости двумерных круглых мембран 43
Глава 2. Сверхтонкие углеродные sp3 – гибридизованные пленки 45
2.1. Атомная структура сверхтонких углеродных пленок нанометровой Толщины 45
2.2. Стабильность сверхтонких углеродных пленок со структурой кубического алмаза с различной кристаллографической ориентацией поверхностей 50
2.2.1. Алмазные пленки с поверхностью (111) 50
2.2.2. Алмазные пленки с поверхностью (110)
2.3. стабильность углеродных sp3-гибридизованные кластеров 62
2.4. Стабильность и фазовая диаграмма пленок нанометровой толщины со структурой лонсдейлита 66
Глава 3. Исследование процесса получения алмазных нанокластеров с помощью химически индуцированного фазового перехода 70
3.1. Экспериментальная часть 70
3.2. Теоретическое объяснение 72
глава 4. Упругие, механические и электронные свойства сверхтонких углеродных плёнок с различной кристаллографической ориентацией поверхностей 75
4.1. Механические свойства сверхтонких пленок со структурой лонсдейлита 75
4.2. Механические характеристики фторированных пленок 77
4.2.1. Поведение пленок при критических деформациях 78
4.3. Электронные свойства сверхтонких углеродных пленок 81
4.3.1. Алмазные пленки с поверхностями (111) и (110) 81
4.3.2. Пленки со структурой лонсдейлита 85
4.3.3. Пленки с фторированными поверхностями со структурой алмаза и лонсдейлита 86
4.3.4. Влияние механического напряжения на электронные свойства сверхтонких пленок со структурой алмаза 88
4.4. Расчет эффективных масс носителей заряда в сверхтонких пленках со структурой лонсдейлита 90
4.5. Расчет эффективных масс носителей заряда в сверхтонких фторированных пленках со структурой алмаза 91
ГЛАВА 5. Эффект графитизации сверхтонких пленок нанометровой толщины с различной кристаллической структурой 93
5.1. Общий эффект графитизации 93
5.2. Свойства кристаллических фаз хлорида натрия 101
5.3. Исследование графеноподобных пленок nacl
5.3.1. Стабильность пленок 104
5.3.2. Энергетические барьеры перехода между кубическиой и графитоподобной фазами 106
5.3.3. Механические и электронные свойства графитоподобных пленок NaCl 109
Глава 6. Флексоэлектрический эффект в sp2 гибридизованных углеродных наноструктурах 113
6.1. Расширение теории флексоэлектрического эффекта на структуры с неэквивалентными атомами 113
6.2. Графеновые наноконусы
6.2.1. Атомная структура 116
6.2.2. Зависимость дипольного момента от кривизны 117
6.2.3. Расчет дипольного момента из первых принципов 119
Заключение 122
Список литературы 124
