Uglerodli nanotubalardagi turli nuqsonlar

20-rasm (a) dan
(c) o'xshash diametrli nochiral gekkalit nanotubalari;
(b) simmetrik juftlashgan faqat
yetti va beshburchaklardan iborat nanotuba segmenti.
(b) o'zgaruvchan beshburchaklar va olti
burchaklar bilan o'ralgan uchta aglomeratsiyalangan yettiburchakning takrorlanuvchi birliklarini
ko'rsatadigan nanotube segmenti.
(c) bir-biriga bog'langan va olti a'zoli halqalar bilan o'ralgan pentalen
va geptalen birliklarini o'z ichiga olgan nanotube segmenti.
d) (8,0)-(7,1)
molekulalararo birikmaning
atom tuzilishi; katta qizil sharlar beshburchak-geptagon juftligini tashkil etuvchi atomlarni bildiradi.
(e)
5-7-7-5 nuqsoniga olib keladigan SW transformatsiyasi, olti burchakli tarmoqdagi CC bog'lanishining
aylanishi natijasida hosil bo'ladi.
(f) SW nuqsonining atomik joylashuvi uchun olingan HRTEM tasviri.
(b) (f) da ko'rsatilgan model uchun simulyatsiya qilingan HRTEM tasviri .
(h) (5,5) Stone-Wales
nuqsoni bilan SWCNT kreslosi.
(i) (5,5) SWCNT kreslosida ideal yagona vakansiya nuqsoni.
(j)
SWCNT kreslosida (5,5) ideal ikki marta bo'sh joy nuqsoni.
(k) Yetti
(n D 7)-, sakkizta
(n D 8)- va
to'qqizta
(n D 9) a'zoli halqali nuqson (5,5) SWCNT.
(l) bor bilan biriktirilgan SWCNT [B atomlari uchta
C atomiga bog'langan; B
qizil sharda va C
ko'k sharda]. (m) azot bilan biriktirilgan SWCNT [N atomlari
ikkita C atomiga bog'langan;
Qizil sferalarda N va koÿk sharda C ] (Rasmlar (a)–(d), (l) va
(m) Charlier
(2002)
maÿlumotnomasi ruxsati bilan qayta chop etilgan . Mualliflik huquqi 2002
Amerika Kimyo
Jamiyati. Rasmlar (e)– (g) Macmillan Publishers Ltd. ruxsati bilan qayta chop etilgan: Tabiat, ma'lumot
Suenaga va boshqalar
(2007),
mualliflik huquqi 2007. Rasmlar (h–j) Yang va boshqalar
(2006a)
ma'lumotnomasi ruxsati bilan qayta nashr etilgan.
Copyright 2006 American Kimyo jamiyati. Rasm
(k) Nishidate va Xasegava ruxsati bilan qayta nashr etilgan
(2005).
Mualliflik huquqi 2005 yil Amerika Fizika Jamiyati tomonidan)
Uglerodning asosiy strukturaviy, elektron va kimyoviy xossalari...
27
Stoun va Uels bir juft besh va etti a'zoli halqalardan iborat dipolni olti burchakli CC bog'ining
90i aylanishi natijasida hosil qilish mumkinligini ko'rsatdi.
energetik mezonga asoslanadi.
Shunday qilib, eksperimental tadqiqot nuqsonlar vakansiya
va adatom bo'lishi mumkinligini taklif qildi (Suzuki va Kobayashi
2007).
Tosh-Uels nuqsoni uglerod nanotubalaridagi muhim nuqsonlardan biridir.
Machine Translated by Google
28
TC Dinadayalane va J. Leszczynski
So'nggi o'n yillikning boshida uglerod nanotizimlarining elektron strukturasini
hisoblash uchun ko'p tanali empirik potentsiallar, empirik zich bog'langan molekulyar
dinamika va mahalliy zichlikning funktsional (LDF) usullari ishlatilgan (Robertson va
boshq.
1992;
Zhang ). va boshq.
1993).
1990-yillarning o'rtalarida
Ih nuqta guruhiga
ega bo'lgan yirik fullerenlar uchun elektron struktura hisoblari Huckel yaqinlashuvi
yordamida amalga oshirildi (Tang
va Huang
1995).
1990-yillarning oxirida olimlar
molekulyar mexanika (MM3), yarim empirik usullar (MNDO (Dewar va Thiel
1977),
AM1
(Dyuar va boshq.
1985)
va PM3 (Styuart
1989))
va Semi-Ab yordamida katta fullerenlar
uchun geometriyani optimallashtirishni amalga oshirdilar. Initio Model 1 (SAM1) (Dewar
va boshq.
1993).
Bir nuqtali energiya hisob-kitoblari o'sha paytda ab initio Hartree-Fok
(HF) usuli yordamida 3-21G va 4-31G kabi kichik bazaviy to'plamlar bilan birgalikda
arzon edi (Slanina va boshq.
1997).
Hisoblash quvvati 2000-yildan beri keskin oshib
bormoqda. Shunday qilib, hozirda nazariyotchilar ishonchli kvant kimyoviy usullaridan
foydalangan holda o'rta o'lchamdagi molekulalarni tadqiq qilishdan zavqlanishadi.
Hisoblash tadqiqotlari turli o'lchamdagi halqalarni (etti, sakkiz va to'qqiz a'zoli halqalar)
(Nishidate va Hasegawa
2005)
va har xil turdagi nuqsonlarni (Amorim va boshq.
2007)
o'z ichiga olgan nuqsonlar bilan SWCNTlarning tuzilmalari va nuqson hosil qilish
energiyasini o'rganib chiqdi. Dinadayalane va Leszczynski
2007a,
b; Ding
2005;
Vang
va boshq.
2006;
Yang va boshq.
2006a,
b).
Nazariya va hisoblash grafen, fullerenlar va uglerod nanotublari kabi uglerod
nanotizimlarining tuzilmalari va reaktivligini tushunishda muhim rol o'ynaydi.
Hisoblash
nanologiyasi ko'pincha tajribalarni to'ldiradi va yangi uglerod nanomateriallarini
loyihalash, shuningdek ularning xususiyatlarini bashorat qilish uchun juda foydali.
Nazariya reaksiyalar mexanizmi va uglerod klasterlarining parchalanishi haqida bilim
olishda yordam beradi. Shunday qilib, biz ushbu bobda turli xil uglerod nanostrukturalarini
o'rganish uchun qo'llaniladigan hisoblash yondashuvlari haqida umumiy ma'lumot
beramiz. Uglerod nanostrukturalari juda katta tizimlardir. Demak, zamonaviy
superkompyuterlardan foydalanganda ham juda yuqori darajadagi kvant kimyoviy hisob-
kitoblarini amalga oshirish mumkin emas.
tarmoq (Stone
and Wales
1986).
Bunday dipol keyinchalik Tosh-Uels nuqsoni deb
ataldi. SW transformatsiyasi uglerod nanotubalarining o'sishi jarayonida muhim rol
o'ynaydi deb hisoblanadi. Miyamoto va boshqalar. fotoabsorbsiya va tebranish
spektroskopiyasidan foydalangan holda uglerod va bor nitridi nanotubalarida SW
nuqsonining aniq identifikatsiyasi haqida xabar berdi (Miyamoto va boshq.
2004).
1962
sm1 eksperimental tebranish chastotasi uglerod nanotubkasidagi SW nuqsonini
aniqlashning belgisi ekanligi xabar qilingan (Miyamoto va boshq.
2004).
SWCNTlardagi
topologik nuqsonlarni aniqlash va tavsiflash juda qiyin vazifalardir. CNTdagi topologik
nuqsonlarni tavsiflash uchun yuqori aniqlikdagi va yuqori
sezuvchanlikka ega kuchli
mikroskop talab qilinadi. HRTEM yordamida SWCNTda beshburchak-geptagon juftligi
nuqsonining (Tosh-Uels nuqsoni) birinchi to'g'ridan-to'g'ri tasviri xabar qilindi (Suenaga va boshq.
2007).