Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор 10
1.1. Строение, свойства и классификация углеродных нанотрубок 10
1.2. Особенности электронной структуры одностенных углеродных нанотрубок малого диаметра 16
1.3. Способы модификации электронной структуры и свойств нанотрубок 18
1.4. Применение нанотрубок 21
1.5. Размерные эффекты в ультракоротких нанотрубках малого диаметра 27
1.6. Методы получения ультракоротких нанотрубок 31
Цель и задачи 35
ГЛАВА 2. Квантово-химические методы расчета электронной структуры нанотрубок 37
2.1. Метод теории функционала плотности 38
2.2. Квантово-химические базисы 45
2.3. Программный комплекс Gaussian09 48
2.4. Детали расчетов электронной структуры ультракоротких нанотрубок 49
2.5. Характеризация основного состояния фуллерена Сбо 52
Краткие выводы к главе 2 55
ГЛАВА 3. Размерные Эффекты В Ультракоротких Одностенных Углеродных Нанотрубках (5, 5) 56
3.1. Геометрическое строение ультракороткой одностенной углеродной нанотрубки (5, 5) 56
3.2. Электронная структура синглетного состояния ультракороткой одностенной углеродной нанотрубки (5, 5) 58
3.3. Электронная структура триплетного состояния ультракороткой одностенной углеродной нанотрубки (5, 5) 64
3.4. Электронная структура ультракороткой нанотрубки с хиральностью (0,9) 68
3.5. Распределение электронной плотности граничных орбиталей ультракоротких одностенных углеродных нанотрубок с хиральностью (5, 5) и (0,9) 69
3.6. Перераспределение заряда в закрытых ультракоротких одностенных углеродных нанотрубках с хиральностью (5, 5) 71
Краткие выводы к главе 3 74
ГЛАВА 4. Эффекты сильного электрического поля в ультракоротких нанотрубках 75
5.1. Поляризация фуллерена Сбо и ориентационная деформация углеродного скелета 75
5.2. Квадратичный эффект Штарка в фуллерене С6о 77
5.3. Перестройка электронной структуры одностенной ультракороткой углеродной нанотрубки (5, 5) в сильном электрическом поле 81
5.3.1. Поляризация 81
5.3.2. Эффект Штарка 82
5.4. Вибрационный эффект Штарка 85
5.4.1. Вибрационный эффект Штарка в фуллерене Сво 85
5.4.2. Вибрационный эффект Штарка в фуллерене С70 з
Краткие выводе к главе 4 95
ГЛАВА 5. Полифункциональность ультракоротких нанотрубок 97
5.1. Функциональные свойства семейства ультракоротких одностенных углеродных нанотрубок (5, 5) 98
5.2. Реакционная способность ультракороткой одностенной углеродной нанотрубки (5, 5) 114
5.2.1. Функционализация ультракороткой одностенной углеродной нанотрубки (5, 5) водородом и фтором 114
5.2.2. Агрегация ультракоротких нанотрубок (5, 5) 115
5.2.3. Синтез и исследование композита наноразмерный БЮг/углеродная нанотрубка 118
5.2.4. Синтез и исследование композита клиноптилолит / углеродная нанотрубка 125
Краткие выводы к главе 5 132
Заключение и выводы 133
Список литературы 135
