Адсорбция атомов на поверхности нанотрубок тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Геометрическая структура нанотрубок

1.1.1 Углеродные нанотрубки.

1.1.2 Неуглеродные нанотрубки. 1.2 Электронная структура нанотрубок

1.2.1 Углеродные нанотрубки

1.2.2 Неуглеродные нанотрубки.

1.2.3 Дискретные уровни энергии.

1.2.3.1 Классификация дискретных уровней энергии

1.2.3.2 Влияние "крышек" на возникновение дискретных уровней энергии в нанотрубках

1.2.3.3 Влияние инородных цилиндрических кластеров на • возникновение дискретных уровней энергии в нанотрубках

1.3 Адсорбция атомов на внешней поверхности нанотрубок. Структура и электронные свойства

1.3.1 Адсорбция атомов водорода на углеродных нанотрубках

1.3.2 Адсорбция атомов кислорода на углеродных нанотрубках

1.3.3 Адсорбция атомов фтора на углеродных нанотрубках . 36 Ч' 1.3.4 Адсорбция отдельных атомов на углеродных нанотрубках 1.3.4.1 Электронная структура отдельных атомов, адсорбированных на углеродных нанотрубках. 2 Расчет энергии адсорбции атомов на поверхности углеродных нанотрубок

2.1 Описание модели

2.1.1 Гамильтониан модели

2.1.2 Электронная структура углеродной нанотрубки (п, 0)

2.1.3 Функция Грина адатома.

2.1.4 Расчет функций хемосорбции и Ло^(е).

2.1.4.1 Адатом расположен над атомом углерода нанотрубки

2.1.4.2 Адатом находится в "мостиковом" положении

2.1.5 Энергия локального состояния и плотность состояния адатома.

2.1.6 Уравнение самосогласования для (паа) и определение переноса заряда в системе УНТ-адатом

2.1.7 Энергия хемосорбции адатома на поверхности УНТ.

2.2 Адсорбция атома водорода на углеродных нанотрубках

2.3 Адсорбция атома фтора на углеродных нанотрубках

2.4 Адсорбция атома кислорода на углеродных нанотрубках

2.5 Сравнительный анализ адсорбции атомов водорода, фтора и кислорода на поверхности УНТ

3 Расчет энергетического спектра нанотрубок, имеющих на своей поверхности адсорбированные атомы

3.1 Углеродная нанотрубка с открытым концом

3.1.1 Постановка задачи и модель.

3.1.2 Метод расчета энергетического спектра.

3.1.3 Характеристики энергетического спектра.

3.1.4 Дискретные уровни энергии.

3.2 Борнитридная нанотрубка с открытым концом

3.2.1 Постановка задачи и модель.

3.2.2 Метод расчета энергетического спектра.

3.2.3 Характеристики энергетического спектра.

3.2.4 Дискретные уровни энергии.

3.3 Сравнительный анализ энергетических спектров

БННТ и УНТ с аддендами на внешней поверхности

Выводы

В последние годы большое внимание уделяется изучению химических, физико-химических и физических свойств углеродных нанотрубок (УНТ) - нового класса квазиодномерных систем, обнаруженных впервые в 1991 году японским физиком Иджимой [1] в углеродных наростах (депозитах) на катоде при получении фуллеренов в электрической дуге. Актуальность этой проблематики связана как с рядом необычных физико-химических свойств УНТ, так и с достижениями в области методов получения таких объектов в макроскопических количествах, открывающими широкие перспективы их использования в нанотехнологиях. Кроме того, в настоящее время можно считать доказанным, что нанотрубки, называемые также тубуленами, обладают необходимыми структурными и морфологическими особенностями, позволяющими эффективно использовать их для очистки газовых потоков, а также в качестве среды для аккумулирования водорода, адсорбции тяжелых атомов и других примесей.

В одном из последних обзоров, посвященных адсорбции атомов и молекул на внешней поверхности нанотрубок [2], отмечается, что наличие адсорбированных атомов (адатомов) приводит к существенному изменению энергетического спектра исходных тубуленов. В частности, возмущения, возникающие за счет адсорбции атомов, приводят к появлению в энергетическом спектре дискретных уровней энергии. Это открывает новые возможности для получения на основе нанотрубок материалов, обладающих уникальными физико-химическими свойствами.

Для соответствующей функционализации нанотрубок и придания им специфической физической и химической селективности требуется, прежде всего, изучения фундаментальных характеристик, определяющих стабильность "чужеродных" атомов на поверхности нанотрубок, в частности, исключительно важны данные по энергиям адсорбции таких атомов. Хотя в настоящее время существует экспериментальная методика (так называемое "атомное зондирование" [3, 4]), позволяющая непосредственно измерить энергию адсорбции отдельного атома, такие эксперименты чрезвычайно сложны и дорогостоящи. В этой связи разработка сравнительно простых, достаточно надежных и экономных в вычислительных отношениях теоретических методов исследования адсорбции атомов на поверхности нанотрубок, а также установление структуры энергетического спектра таких наносистем, представляется актуальной задачей.

1 Литературный обзор

Выводы

1. В рамках модели Андерсона-Ньюнса разработан аналитический метод расчета энергии адсорбции атомов на поверхности "zigzag" углеродных нанотрубок.

2. Установлено влияние радиуса нанотрубки на энергию адсорбции одиночного атома на поверхности "zigzag" углеродных нанотрубок. Показано, что в случае адсорбции атомов водорода, фтора и кислорода найденная зависимость имеет скачкообразный характер.

3. Найдено, что зависимость энергии адсорбции от радиуса нанотрубки для полупроводниковых "zigzag" УНТ существенно отличается от металлических. В случае адсорбции атома водорода на полупроводниковых нанотрубках энергия адсорбции уменьшается с увеличением радиуса, в то время как для металлических увеличивается. В случае адсорбции атомов фтора и кислорода наблюдаются противоположные тенденции.

4. Показано, что хемосорбция атома водорода на металлических УНТ энергетически более выгодна, чем на полупроводниковых. Хемосорбция атомов фтора и кислорода энергетически более выгодна на полупроводниковых нанотрубках, чем на металлических.

5. Установлено, что адсорбция атома кислорода на С-С связь, находящуюся под углом 60° к оси нанотрубки, является наиболее выгодной.

6. Показана зависимость энергии адсорбции одиночных атомов от энергии локальных состояний, возникающих в запрещенной зоне полупроводниковых углеродных нанотрубок.

7. В рамках 7г-электронного приближения метода Хюккеля проведено моделирование энергетических спектров полубесконечных "zigzag" углеродных и борнитридных нанотрубок с различной концентрацией адатомов на внешней поверхности.Показана возможность возникновения дискретных уровней энергии в запрещенных зонах таких систем.

8. Установлено влияние на характеристики энергетического спектра "zigzag" углеродных и борнитридных нанотрубок донорно-акцепторных свойств адатома, его концентрации на внешней поверхности нанотрубок, диаметра тубуленов, природы адсорбирующего атома.

1. Stuckless J.Т., Starr D.E., Bald D.J., Campbell C.T. Metal adsorption and adhesion energies on clean single-crystal surfaces // J. Chem. Phys. 1997. V. 107. - P. 5547-5553.

2. Yeo Y.Y., Wartnaby C.E., King D.A. Calorimetric measurement of the energy difference between two solid surface phases // Science. 1995. —• V. 268. P. 1731-1732.

3. Saito R., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Electronic structure of graphene tubules based on Сбо // Phys. Rev. B. 1992. — V.46. №3. - P. 1804-1811.

4. Saito R., Fujita M., Dresselhaus GM Dresselhaus M.S. Electronic structure of chiral graphene tubules // Appl. Phys. Lett. 1992. — V. 60.- №3. P. 2204-2206.1. Y~

5. Hamada N., Sawada S., Oshiyama A. New one-dimensional conductors:graphitic microtubules 11 Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. - № 10. -P. 1579-1581.

6. Iijima S., Ichihashi T. Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter // Nature (London). 1993. V.363. - P. 603-605.

7. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Saito R. Physics of carbon nanotubes // Carbon. 1995. V.33. - №7. - P. 883-891.

8. Fujita M., Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Formation of general fullerenes by their projection on a honeycomb lattice // Phys. Rev. B. 1992. V.45. - №23. - P. 13834-13836.

9. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Fullerenes 11 J. Mater. Res. 1993. V.8. - №8. - P. 2054-2097.

10. Louseau A., Williame F., Emoncy N., Hug G., Prasad H. Boron • nitride nanotubes with reduced numbers of layers synthesized by aredischarge // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 76. - №25. - P. 4737-4740.

11. Tenne R., Margulis L., Genut M., Hodes G. Polyhedral and cylindrical structures of tungsten disulphide // Nature (London). 1992. — V. 360. P. 444-446.1. У

12. Mackie E.B., Galvan D.H., Adem E., Talapatra S., Yang G., Migone A.D. ^ Production of WS2 nanotubes by an activation method // Adv. Mater.2000. V. 12. - P. 495-498.

13. Nath M., Rao C.N.R. MoSe2 and WSe2 nanotubes and related structures // Chem. Commun. 2001. V.21. - P. 2236-2237.

14. Tenne R. Inorganic nanoclusters with fullerene-like structure and nanaotubes // Prog. Inorg. Chem. 2001. V.50. - P. 269-315.

15. Rosentsveig R., Margolin A., Feldman Y., Porovitz-Biro R., Tenne R. Bundels and foils of WS2 nanotubes // Appl. Phys. A. 2002. V. 74.1. TV. P. 357-369.

16. Tenne R. Fullerene-like materials and nanotubes from inorganic compounds with a layered (2 D) structure // Colloids Surf. A. 2002.- V. 208. № 1-3. - P. 83-92.• 21. Tenne R. Inorganic nanotubes and fullerene-like materials // Chem.

17. Europ. J. 2002. V.8. - №23. - P. 5297-5304.

18. Hacohen Y.R., Grunbaum E., Tenne R., Sloan J., Hutchison J.L. Cage structures and nanotubes of NiCb // Nature (London). 1998. — V. 395.- P. 336-337.

19. Boulanger L., Andriot В., Cauchetier M., Willaime F. Concentric shelled and platelike graphitic boron nitride nanoparticles produced by CO2 laser pyrolysis // Chem. Phys. Lett. 1995. V.234. - P. 227-232.

20. Rubio A., Corkill J.L., Cohen M.L. Theory of graphitic boron nitride nanotubes // Phys. Rev. B. 1994. V.49. - №7. - P. 5081-5084.

21. Loiseau A., Willaime F., Demoncy N., Schramchenko N., Hug G., Colliex ^ C., Pascard H. Boron nitride nanotubes // Carbon. 1998. — V. 36. —1. P. 743-752.

22. Liu A.Y., Wentzcovitch R.M., Cohen M.L. Atomic arrangement and electronic structure of BC2N // Phys. Rev. B. 1989. V.39. - №3. — P. 1760-1765.

23. Miyamoto Y., Rubio A., Cohen M.L., Louie S.G. Chiral tubules of hexagonal BC2N // Phys. Rev. B. 1994. V.50. - №7. - P. 49764979.л. 29. Stephan O., Ajayan P.M., Colliex C., Redlich Ph., Lambert J.M., Bernier

24. Ф P., Lefin P. Doping graphitic and carbon nanotube structures with boronand nitrogen 11 Science. 1994. V.266. - P. 1683-1685.

25. Seifert G., Terrones H., Terrones M., Jungnickel G., Frauenheim Th. Structure and electronic properties of M0S2 nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. - № 1. - P. 146-149.

26. Margulis L., Salitra G., Tenne R., Tallanker M. Nested fullerene-like structures // Nature (London). 1993. V.365. - P. 113-114.

27. Tenne R., Y. Feldman M. H.end Nanoparticles of layered compounds with hollow cage structures (InorganicFullerene LikeStructures) // Chem. mater. 1998. - V. 10. - P. 3225-3238.

28. Mintmire J.W., Dunlap B.I., White C.T. Are fullerene tubules metallic? // Phys. Rev. Lett. 1992. V.68. - №5. - P. 631-634.

29. Oshiyama A., Saito S., Hamada N., Miyamoto Y. Electronic structures of C6o fullerides and related materials // J. Phys. Chem. Solids. 1992. — V. 53. №11. - P. 1457-1471.

30. Tanaka K., Okahara K., Okada M., Yamabe T. Electronic properties of bucky-tube model // Chem. Phys. Lett. 1992. V. 191. - P. 469-472.

31. Odom T.W., Huang J.-L., Kim P., Lieber C.M. Structure and electronic properties of carbon nanotubes // J. Phys. Chem. B. 2000. — V. 104. — №13. P. 2794-2809.

32. Postma H.W.C., Jonge de M., Yao Z., Dekker C. Electrical transport through carbon nanotube junctions created by mechanical manipulation // Phys. Rev. B. 2000. V.62. - №16. - P.R10653-R10653.

33. Ding J.W., Yan X.H., Cao J.X. Analytical relation of band gaps to both chirality and diameter of single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002. V.66. - №7. - P. 073401-073404.

34. Machon M., Reich S., Thomsen C., Sanchez-Portal D., Ordejon P. Ab initio calculations of the optical properties of 4-A-diameter single-walled nanotubes // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. - № 15. - P. 155410-155415.

35. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Science of fullerenes and carbon nanotubes. San Diego: Academic Press, 1996.

36. Heyd R., Charlier A., McRae E. Uniaxial-stress effects on the electronic • properties of carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 1997. — V. 55. — № 11.- P. 6820-6824.

37. Zolyomi V., Kurti J. First-principles calculations for the electronic band structures of small diameter single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2004. V. 70. - №8. - P. 085403-085410.

38. Blase X., Benedict L.X., Shirley E.L., Louie S.G. Hybridization effects and metallicity in small radius carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72. - № 12. - P. 1878-1881.

39. Sun G., Kurti J., Kertesz M., Baughman R. Variations of the geometries and band gaps of single-walled carbon nanotubes and the effect of charge injection // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. - №29. - P. 6924-6931.

40. Gulseren O., Yildirim Т., Ciraci S. Systematic ab initio study of curvature effects in carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002. — V. 65. — N° 15. — P. 153405-153408.

41. Ouyang M., Huang J.-L., Cheung C.L., Lieber C.M. Energy gaps in "metallic" single-walled carbon nanotubes // Science. 2001. — V. 292. — P. 702-705.

42. Kleiner A., Eggert S. Band gaps of primary metallic carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. V. 63. - №7. - P. 073408-073411.

43. Kleiner A., Eggert S. Curvature, hybridization, and SMT images of carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. V.64. - № 11. - P. 113402113405.

44. Slater J.C., Koster G.F. Simplified LCAO method for the periodic potential problem // Phys. Rev. 1954. V.94. - №6. - P. 1498-1524.

45. Дьячков П.Н., Кирин Д.В. Учет внутренней полости в методе линейных присоединенных цилиндрических волн для электронной структуры нанотрубок // ДАН. 1999. V.369. - №5. С. 639-646.

46. Miyamoto Y., Rubio A., Louie S.G., Cohen M.L. Electronic properties of tubule forms of hexagonal BC3 // Phys. Rev. B. 1994. V.50. - №24.- P. 18360-18366.

47. Seifert G., Terrones H., Terrones M., Jungnickel G., Frauenheim Th. On the electronic structure of WS2 nanotubes // Solid State Commun. 2000. V. 114. - №5. - P. 245-248.

48. Fuhr J.D., Sofo J.O., Saul A. Adsorption of Pd on MoS2(1000): Ab initio electronic-structure calculations // Phys. Rev. B. 1999. — V. 60. — № 11.- P. 8343-8347.

49. Дэвисон С., Левин Дж. Поверхностные (таммовские) состояния. Москва: Мир, 1973.

50. Станкевич И.В., Томилин О.Б. К вопросу о существовании изолированных уровней энергии в 7г-электронных спектрах макромолекул // Журн. структур, химии. 1974. — V. 15. — №26. С. 1004-1011.

51. Tamm I.E. A possible king of electron binding on crystal surfaces // Physik Zs. Sovjetunion. 1932. V. 1. - P. 733-746.

52. Shockley W. On the surface states associated with a periodic potential // Phys. Rev. B. 1939. V.56. - P. 317-323.

53. Квенцель Г.Ф. Локальные электронные состояния в цепочках с двумя атомами в элементарной ячейке // ТЭХ. 1969. — V. 5. — №4. С. 435445.

54. Квенцель Г.Ф. Локальные электронные состояния в ограниченных полиеновых цепочках // ТЭХ. 1968. V.4. - №3. С. 291-298.

55. Станкевич И.В., Чернозатонский Л.А. Таммовские состояния углерод-• ных нанотруб // Письма в ЖЭТФ. 1996. V. 63. - №8. С. 588-593.

56. Tamura R., Tsukada М. Disclinations of monolayer graphite and their electronic states // Phys. Rev. B. 1994. V.49. - №11. - P. 76977708.

57. Tamura R., Tsukada M. Electronic states of the cap structure in the carbon nanotube // Phys. Rev. B. 1995. V.52. - №8. - P. 60156026.

58. Haydock R., Heine V., Kelly M.J. Electronic structure based on the local atomic environment for tight-binding bands // J. Phys. C. 1972. — V. 5. №20. - P. 2845-2858.

59. Zhou G., Kawazoe Y. Localized valence states characteristics and work function of singie-wailed carbon nanotubes: A first-principles study // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. - № 15. - P. 155422-155426.

60. Chernozatonskii L.A., Shimkus Ya.K., Stankevich I.V. Nanotube carbon tips and connectors of BN tubes as quantum dots // Phys. Lett. A. 1998.- V.240.-P. 105-108.

61. Ф 68. Станкевич И.В., Чернозатонский Л.А. Таммовские состояния и квантовые точки в углеродных и гетероатомных и гетероатомных нанотрубках // ФТТ. 1999. V. 41. - №8. С. 1515-1519.

62. Williams К.А., Eklund Р.С. Monte Carlo simulations of H2 physisorption in finite-diameter carbon nanotube ropes // Chem. Phys. Lett. 2000. — V. 320. №3-4. - P. 352-358.

63. Lee S.M., Lee Y.H. Hydrogen storage in single-walled carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2000. V.76. - №>20. - P. 28772879.

64. Lehtinen P.O., Foster A.S., Ayuela A., Vehvilainen T.T., Nieminen R.M. Structure and magnetic properties of adatoms on carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. - № 15. - P. 155422-155426.

65. Tada K., Furuya S., Watanabe K. Ab initio study of hydrogen adsorption to single-walled carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. — V. 63. — № 15. P. 155405-155408.

66. Dubot P., Cenedese P. Modeling of molecular hydrogen and lithium adsorption on single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. — V.63. №24. - P.241402-241404.

67. Park N., Han S., Jhm J. Effects of oxygen adsorption on carbon nanotube field emitters // Phys. Rev. B. 2001. V.64. - №12. - P. 125401125404.

68. Bauschlicher Jr. C.W. High coverages of hydrogen on a (10,0) carbon nanotube // Nano Lett. 2001. V. 1. - №5. - P. 223-226.

69. Bagci V.M.K., Gulseren O., Yildirim Т., Gedik Z., Ciraci S. Metal nanoring and tube formation on carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002.- V.66. №4. - P. 045409-045413.

70. Yang C.-K., Zhao J., Lu J.P. Binding energies and electronic structures of adsorbed titanium chains on carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002.- V.66. №4. - P.041403-041406.

71. Bauschlicher Jr. C.W. , So C.R. High coverages of hydrogen on (10,0), (9,0) and (5,5) carbon nanotubes // Nano Lett. 2002. V.2. - №4. -P. 337-341.

72. Yang F.H., Yang R.T. Ab initio molecular orbital study of adsorption of atomic hydrogen on graphite: Insight into hydrogen storage in carbon nanotubes // Carbon. 2002. V.40. - №3. - P. 437-444.

73. Lee E.-C., Kim Y.-S., Jin Y.-G., Chang K.J. First-principles study of hydrogen adsorption on carbon nanotube surfaces // Phys. Rev. B. 2002.- V.66. №7. - P.073415-073418.

74. Zhao J., Buldum A., Han J., Lu J.P. Gas molecule adsorption in carbon nanotubes and nanotube bundles // Nanotechnology. 2002. — V. 13. — P. 195-200.

75. Zhao M„ Xia Y., Ma Y.t Ying M., Liu X., Mei L. Exohedral and endohedral adsorption of nitrogen on the sidewall of single-walled carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. - № 15. - P. 155403-155407.

76. Kim K.S., Bae D.J., Kim J.R., Park K.A., Lim S.C., Kim J.-J., Choi W.B., Park C.Y. Modification of electronic structures of a carbon nanotube by hydrogen functionalization // Adv. Mater. 2002. — V. 14. — №24. — P. 1818-1821.

77. Dag S., Giilseren O., Yildirim Т., Ciraci S. Oxygenation of carbon nanotubes: Atomic structure, energetics, and electronic structure // Phys. Rev. B. 2003. V.67. - № 16. - P. 165424-165433.

78. Cinke M., Bauschlicher Jr. C.W. , Ricea R., Meyyappan M. CO2 adsorption in single-walled carbon nanotubes // Chem. Phys. Lett. 2003.- V. 376. №5-6. - P. 761-766.

79. Durgun E., Dag S., Bagci V.M.K., Giilseren O., Yildirim Т., Ciraci S. Systematic study of adsorption of single atoms on a carbon nanotube // Phys. Rev. B. 2003. V.67. - №20. - P.201401-201404.

80. Park K.A., Choi Y.S., Lee Y.H., Kim C. Atomic and electronic structures of fluorinated single-walled carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2003. — V. 68. №4. - P. 045429-045436.

81. Stojkovic D., Zhang P., Lammert P., Crespi V.H. Collective stabilization of hydrogen chemisorption on graphenic surfaces // Phys. Rev. B. 2003.- V. 68. № 19. - P. 195406-195410.

82. Dillon А.С., Jones K.M., Bekkadahl T.A., Kiang C.H., Bethune D.S., Heben M.J. Storage of hydrogen in single-walled carbon nanotubes // Nature. 1997. V. 386. - P. 377-379.

83. Liu C., Fan Y.Y., Liu M., Cong H.T., Cheng H.M., Dresselhaus M.S. Hydrogen storage in single-walled carbon nanotubes at room temperature // Science. 1999. V.286. - P. 1127-1129.

84. Brown C.M., Yildirim Т., Neumann D.A., Heben M.H., Gennett Т., Dillon A.C., Alleman J.L., Fisher J.E. Quantum rotation of hydrogen in single-wall carbon nanotubes // Chem. Phys. Lett. 2000. — V. 329. — №3-4. P. 311-316.

85. Ahn C.C., Ye Y., Ratnakumar B.V., Witham C., Bowman R.C., Fultz B. Hydrogen desorption and adsorption measurements on graphite nanofibers // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. - №23. - P. 3378-3380.

86. Chen C.C., Wu X., Lin J., Tan K.L. High H2 uptake by alkali-doped carbon nanotubes under ambient pressure and moderate temparatures // Science. 1999. V.285. - P. 91-93.

87. Wang Q., Challa S.R., Sholl D.S., Johnson J.K. Quantum sieving in carbon nanotubes and zeolites // Phys. Rev. Lett. 1999. — V. 82. — №5. P. 956-959.

88. Gordillo R.C., Boronat J., Casulleras J. Zero-temperature equation of state of quasi-one-dimensional H2 // Phys. Rev. Lett. 2000. — V. 85. — №9 11. P. 2348-2351.

89. Simonyan V.V., Diep P., Johnson J.K. Molecular simulation of hydrogen adsorption in charged single-walled carbon nanotubes // J. Chem. Phys. 1999. V. 111. - №21. - P. 9778-9783.

90. Ma Y., Xia Y., Zhao M., Wang R., Mei L. Effective hydrogen storage in single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. — V. 63. — №11. P. 115422-115427.

91. Yildirim Т., Gulseren O., Ciraci S. Exohydrogenated single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. - № 7. - P. 075404-075408.

92. Gulseren O., Yildirim Т., Ciraci S. Effects of hydrogen adsorption on single-wall carbon nanotubes: Metallic hydrogen decoration // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. - № 12. - P. 121401-121403.

93. Andriotis A.N., Menon M., Srivastava D., Froudakis G. Extreme hydrogen sensitivity of the transport properties of single-wall carbon-nanotube capsules // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. - № 19. - P. 193401193403.

94. Landauer R. Electrical transport in open and closed systems // Z. Phys.

95. B. 1987. V. 68. - №2-3.— P. 217-228.

96. Chan S.P., Chen G., Gong X.G., Liu Z.F. Chemisorption of hydrogen molecules on carbon nanotubes under high pressure // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. - №20. - P. 205502-205505.

97. Lee S.M., Lee Y.H., Hwang Y.G., Hahn J.R., Kang H. Defect-induced oxidation of graphite // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82. - № 1. - P. 217220.

98. Zhu X.Y., Lee S.M., Lee Y.H., Frauenheim T. Adsorption and desorption of an O2 molecule on carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. — V. 85. № 13. - P. 2757-2760.

99. Запороцкова И.В., Лебедев Н.Г., Чернозатонский J1.A. Исследование процессов оксидирования и фторирования однослойных углеродных нанотрубок в приближении MNDO // ФТТ. 2002. — V.44. — №>3. —1. C. 464-465.

100. Запороцкова И.В., Литинский А.О., Чернозатонский Л.А. Особенности сорбции легких атомов на поверхности однослойного углеродного тубулена // Письма в ЖЭТФ. 1997. V. 66. - № 12. С. 799-804.

101. Lebedev N.G., Zaporotskova I.V., Chernozatonskii L.A. Single and regular hydrogenation and oxidation of carbon nanotubes: Mndo calculations // Inter. J. Quantum Chem. 2004. V.96. - №2. — P. 149-154.

102. Marshall M.J., Branston-Cook Can. J. Research B. 1937. V. 15. -P. 75.

103. Kudin K.N., Bettinger H.F., Scuseria G.E. Fluorinated single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2001. V. 63. - №4. - P. 045413-045420.

104. Nakajima Т., Kasamatsu S., Matsuo Y. Synthesis and characterization of fluorinated carbon nanotube // Eur. J. Solid State Inorg. Chem. 1996.- V.33. P. 831-840.

105. Michelson E.T., Huffman C.B., Rinzler A.G., Smalley R.E., Hauge R.H., Margrave J.L. Fluorination of single-wall carbon nanotubes // Chem. Phys. Lett. 1998. V.296. - № 1-2. - P. 188-194.

106. Bauschlicher C.W. Hydrogen and fluorine binding to the sidewalls of a (10,0) carbon nanotube // Chem. Phys. Lett. 2000. V.322. - №3-4.- P. 237-241.

107. Jaffe R.L. Quantum chemistry study of fullerene and carbon nanotube fluorination // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. - №38. - P. 1037810388.

108. Bettinger H.F. Experimental and computational investigations of the properties of fluorinated single-walled carbon nanotubes // ChemPhysChem. 2004. V.4. - P. 1283-1289.

109. Бреславская H.H., Дьячков П.Н. Стереоспецифичность фторирования нанотрубок CnFfc (п = 160 165, к = 1-18) // Журн. неорг. химии. 2000. - V. 45. - №11. С. 1830-1837.

110. Seifert G., Kohler Т., Frauenheim Т. Molecular wires, solenoids, and capacitors by sidewall functionalization of carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 2000. V.77. - №9. - P. 1313-1315.

111. Bettinger H.F., Kudin K.N., Scuseria G.E. Thermochemistry of fluorinated single wall carbon nanotubes // J. Am. Chem. Soc. 2001.- V. 123. №51. - P. 12849-12856.

112. Lebedev N.G., Zaporotskova I.V., Chernozatonskii L.A. Fluorination of carbon nanotubes within the molecular cluster method // Microelectronic Engineering. 2003. V.69. — №2-4. - P. 511-518.

113. Lebedev N.G., Zaporotskova I.V., Chernozatonskii L.A. Fluorination of carbon nanotubes: quantum chemical investigation within MNDO approximation // Inter. J. Quantum Chem. 2004. — V. 96. — N°2. — P. 142-148.

114. Durgun E., Dag S., Ciraci S., Giilseren O. Energetics and electronic structures of individual atoms adsorbed on carbon nanotubes // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. - №2. - P. 575-582.

115. Han W.Q., Fan S.S., Li Q.Q. Synthesis of gallium nitride nanorods through a carbon nanotube-confined reaction // Science. 1997. — V. 277.- P. 1287-1289.

116. Giilseren 0., Yildirim Т., Ciraci S., Cilic C. Reversible band-gap engineering in carbon nanotubes by radial deformation // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. - № 15. - P. 155410-155416.

117. Запороцкова И.В., Лебедев Н.Г., Чернозатонский Л.А. Электронное строение углеродных нанотрубок, модифицированных атомами щелочных металлов // ФТТ. 2004. V.46. - №6. - С. 1137-1142.

118. Fagan S.B., Mota R., Silva A.J.R. da, Fazzio A. An ab inition study of maganese atoms and wires interacting with carbon nanotubes // J. Phys.: Condens. Matter. 2004. V. 16. - P. 3647-3661.

119. Winter M., Besenhard J.O., Spahr M.E., Novae M.P. Insertion electrode materials for rechargeable lithium batteries // Adv. Mater. 1998. — V. 10.- №10. P. 725-763.

120. Gao В., Kleinhammer A., Tang X.P., Bower C., Fleming L., Wu Y., Zhou 0. Electrochemical intercalation of single-walled carbon nanotubes with lithium // Chem. Phys. Lett. 1999. V.307. - №3-4. - P. 153-157.

121. Zhao J., Buldum A., Han J., Lu J.P. First-principles study of Li-intercalated carbon nanotube ropes // Phys. Rev. Lett. 2000. — V. 85.- №8. P. 1706-1709.

122. Anderson P.W. Localized magnetic states in metals // Phys. Rev. 1961.- V. 124. №1. - P. 41-53.

123. Newns D.M. Self-consistent model of hydrogen chemisorption // Phys. Rev. 1969. V. 178. - №3. - P. 1123-1135.

124. Lyo S.K., Gomer R. Hydrogen chemisorption on transition-metal surfaces: tungsten (100) // Phys. Rev. B. 1974. V. 10. - № 10. — P. 4161-4172.

125. Gomer R., in: T.S. Jayadevaiah, R. Vanselow (Eds.), Surface Science: Recent Progress and Perspectives, CRC, Clevelsnd, 1974, (Chapter 6).

126. Weiss A.W. Theoretical electron affinities for some of the alkali and alkaline-earth elements // Phys. Rev. 1968. V. 166. - №1. - P. 7074.

127. Aj'iki H., Ando T. Electronic states of carbon nanotubes // J. Phys. Soc. Japan. 1993. V.62. - №4. - P. 1255-1266.

128. Кеч В., Теодореску П. Введение в теорию обобщенных функций с приложениями в технике. Москва: Мир, 1978.

129. Giilseren О., Yildirim Т., Ciraci S. Tunable adsorption on carbon * nanotubes 11 Phys. Rev. Lett. 2001. V.87. - №11. - P. 116802116805.

130. Yorikawa H., Muramatsu S. Electronic properties of semiconducting graphitic microtubules // Phys. Rev. B. 1994. — V. 50. — № 16. — P. 12203-12206.

131. Mintmire J.W., White C.T. Universal density of states for carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 1998. V.81. - №9 12. - P. 2506-2509.

132. Penn D.R. Photoemission spectroscopy in the presence of adsorbate-^ covered surfaces // Phys. Rev. Lett. 1972. V.28. - № 16. - P. 10411044.

133. Ando Т., Nakanishi Т., Igami M. Effective-mass theory of carbon nanotubes with vacancy // J. Phys. Soc. Japan. 1999. — V. 68. — № 12.- P. 3994-4008.

134. Redmond J.P., Walker P.L. Hydrogen sorption on graphite at elevated temperatures // J. Phys. Chem. 1960. V. 64. - №9. - P. 1093-1099.

135. Стрейтвизер Э. Теория молекулярных орбиталей для химиков органиков. Москва: Мир, 1965.

136. Mulliken R.S. The theory of molecular orbitals // J. Chim. Phys. Physiochim. Biol. 1949. V.46. - P. 497-542.

137. Mulliken R.S. Magic formula, structure of bond energies and isovalent hybridization // J. Phys. Chem. 1952. V.56. - №3. - P. 295-311.

138. Mulliken R.S. Overlap integrals and chemical binding // J. Am. Chem. Soc. 1950. V. 72. - №10. - P. 4493-4503.

139. Wheland G.W. A quantum mechanical investigation of the orientation of substituents in aromatic molecules // J. Am. Chem. Soc. 1942. — V. 64. №4. - P. 900-908.

140. Китайгородский А.И., Зоркий П.М., Вельский В.К. Строение органического вещества. Данные структурных исследований. Москва: Наука, 1980.

141. Mulliken R.S., Rieke С.А., Orloff D., Orloff H. Formulas and numerical tables for overlap integrals // J. Chem. Phys. 1949. V. 17. - № 12. -P. 1248-1259.

142. Klein D.J., Seitz W.A., Schmals T.G. Symmetry of infinite tubular polymers: application to buckytubes // J. Phys. Chem. 1993. — V. 97. — №6. P. 1231-1236.

143. Станкевич И.В. Об одной обратной задаче для периодических матриц Якоби // Мат. заметки. 1970. V.8. - №3. С. 297-307.

144. Cottrell T.L. The Strengths of Chemical Bonds. London: Butterworths, 1958.

145. Hoic D.A., Davis W.M., Fu G.C. A boron anologue of bensene: Synthesis, structure, and reactivity of l-#-Boratabensene // J. Amer. Chem. Soc. 1995. V. 117. - №5. - P. 8480-8481.