Исследование топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках

Зинатулина, Юлия Александровна

Исследование топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Зинатулина, Юлия Александровна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Челябинск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследование топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках»

Автореферат диссертации на тему "Исследование топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках"

На правах рукописи

ЗИНАТУЛИНА Юлия Александровна

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ В ГРАФЕНОВЫХ СЛОЯХ И УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБКАХ

01.04.07 - физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических нау

□□3479 145

Челябинск 2009

003479145

Работа выполнена на кафедре физики конденсированного состояния Челябинского государственного университета.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор, Беленков Е.А.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

-профессор, Березин В.М.

кандидат физико-математических наук, доцент, Шабиев Ф.К.

Ведущая организация: Институт химии твердого тела, УрО РАН

Защита диссертации состоится 23 октября 2009 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.296.03 в Челябинском государственном университете по адресу: 454021, Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного университета.

Автореферат разослан 10) сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук,

профессор

Е.А. Беленков

Актуальность работы.

Благодаря наличию дефектов кристаллического строения (вакансий, межузельных атомов, дислокаций или поверхностных дефектов) свойства реальных кристаллов коренным образом могут отличаться от свойств идеальных бездефектных структур. Особенностью вышеперечисленных типов дефектов кристаллической структуры является наличие оборванных межатомных связей и нарушение порядка в относительном расположении атомов уже в первой координационной сфере.

В последнее время все более пристальное внимание привлекает другой класс дефектов кристаллической структуры, отличительной чертой которого является наличие нарушений только дальнего порядка расположения атомов, и отсутствие оборванных межатомных связей. К таким дефектам относятся дефекты упаковки слоев и топологические дефекты в слоевых структурах. Топологические дефекты слоев могут существенным образом менять свойства исходных структур и являются причиной формирования структур, коренным образом отличающихся от исходных бездефектных структур. К примеру, формирование каркасных углеродных наноструктур (фуллеренов, нанотрубок и др.) из фрагментов графеновых слоев является следствием добавления в эти слои топологических дефектов, т.е. перестройки слоя, так что кроме гексагонов в его структуре появляются четырех-, пяти, семи или восьмиугольники. Такие дефекты могут появиться на стадии роста или очистки наноматериала, в результате ионной бомбардировки и т.д.

Исследование топологических дефектов графеновых слоев представляет интерес, так как они оказывают сильное влияние на электронные, механические и упругие свойства углеродных наноструктур. Экспериментальная идентификация топологических дефектов в углеродных наноматериалах затруднена, в настоящий момент ведется активный поиск методик их обнаружения.

Особый интерес представляют исследования закономерностей формирования топологических дефектов в углеродных нанотрубках. Проводимость углеродных нанотрубок (УНТ) в зависимости от их диаметра и хиральности может изменяться от полупроводниковой до металлической. Соединения нанотрубок с различным типом проводимости могут найти широкое применение в наноэлектронных устройствах. Образование различных соединений между однослойными углеродными нанотрубками различного диаметра и хиральности возможно при помощи

топологических дефектов. Структуры парных соединений однослойных углеродных нанотрубок на основе комбинированного топологического дефекта пяти-семиугольник (дефект 5-7), названных локтевыми сгибами, были исследованы в ряде работ. Однако, как показывает теоретический анализ, возможны соединения и при помощи других двойных комбинированных топологических дефектов.

К настоящему времени механизмы образования топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных наноструктурах остаются недостаточно изученными, их изучение представляет интерес, как с фундаментальной, так и практической точки зрения - для разработки технологий синтеза новых углеродных наноструктур на основе графеновых слоев и соединений нанотрубок при помощи топологических дефектов.

.. . Цель и задачи работы.

Цель работы заключается в изучении закономерностей формирования топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках. В соответствии с поставленной целью решались следующие частные задачи:

1. Моделирование структуры графеновых слоев, содержащих простые и комбинированные топологические дефекты, исследование механизмов формирования топологических дефектов в графеновых слоях.

2. Модельное исследование структуры соединений однослойных углеродных нанотрубок различной хиральности и диаметра при помощи комбинированных топологических дефектов 5-7.

3. Исследование структуры соединений однослойных углеродных нанотрубок различной хиральности и диаметра на основе комбинированных топологических дефектов 4-8.

Методы исследования.

В качестве методов исследования в работе были использованы методы молекулярной механики (ММ2. ММ+), первопринципные (STO 3-21G) и полуэмпирические (РМЗ, AMI. MNDO) методы расчета структуры и энергетических характеристик.

Научная новизна.

1. Рассчитана структура и энергетические характеристики графеновых слоев, содержащих простые и комбинированные топологические дефекты. Предложена

схема классификации топологических дефектов, разработана модель формирования топологических дефектов в графеновых слоях.

2. Найдены взаимосвязи между структурными параметрами соединений углеродных нанотрубок на основе дефекта 5-7. Установлено, что углы сгибов соединений определяются относительным расположением дефектов 5 и 7 в месте контакта соединяющихся нанотрубок. Впервые установлено, что между парой различных сЫга1-сЫга1 УНТ возможно соединение двумя различными способами.

3. Впервые исследованы закономерности формирования соединений углеродных нанотрубок различных диаметров и хиральностей, полученных при помощи дефекта 4-8, найдены взаимосвязи между структурными параметрами этих соединений. Доказано, что формирование соединений металлических и полупроводниковых нанотрубок на основе комбинированного топологического дефекта 4-8 невозможно.

4. Установлено, что наиболее энергетически выгодным простым топологическим дефектом графенового слоя является семиугольник. Впервые обнаружено, что удельная энергия углерод-углеродных связей в соединениях углеродных нанотрубок, полученных при помощи дефекта 5-7, не зависит от угла сгиба.

Практическая значимость.

Полученные результаты могут быть использованы для разработки технологий синтеза новых наноструктурированных углеродных материалов, которые могут найти широкое применение в наноэлектронике, а также для разработки способов получения высокопрочных конструкционных углеродных материалов на основе углеродных нанотрубок.

Положения, выносимые на защиту.

1. Классификационная схема топологических дефектов, результаты исследования структуры и энергетических характеристик графеновых слоев, содержащих топологические дефекты, а также модель формирования топологических дефектов в графеновых слоях.

2. Результаты модельного исследования структуры соединений однослойных углеродных нанотрубок на основе комбинированных топологических дефектов 5-7, установленные взаимосвязи между их структурными параметрами.

3. Результаты исследования закономерностей формирования структуры соединений углеродных нанотрубок различной хиральности и диаметра, полученные при помощи дефекта 4-8, установленные взаимосвязи между структурными параметрами и относительным расположением топологических дефектов.

Апробация результатов работы.

Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены на: Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология», (2006 г., Москва); Региональной школе-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике (2006, 2007, 2008 гг., Уфа); Международной зимней школе физиков теоретиков (2006, 2008 гг., Екатеринбург-Челябинск); Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (2007 г., Махачкала); IV Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаплизация. Биокристаллизация» (2006 г. Иваново); Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (2007 г., Ростов-на-Дону - Таганрог); Международной научной конференции «Химия твёрдого тела и современные микро- и нанотехнологии» (2006, 2007 гг., Кисловодск); XI конференции студентов, аспирантов и молодых . ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов (2007 г., Владивосток).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 16 работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ, 2 статьи в сборниках трудов научных конференций, а также 11 тезисов докладов научных конференций

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из общей характеристики работы, шести глав и основных результатов и выводов. Диссертационная работа изложена на 136 страницах, включает 10 таблиц, 65 рисунков и список литературы из 161 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В общей характеристике работы изложена актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная' новизна и практическое значение работы, приведены выносимые на защиту положения, а также данные о структуре диссертации.

В первой главе представлен обзор литературных данных, посвященных структурным дефектам, встречающихся в углеродных фазах и наноструктурах. Рассмотрены особенности строения и свойства экспериментально синтезированных каркасных наноструктур - нанотрубок, соединений нанотрубок и разветвленных структур, фуллеренов, пиподов, эндоэдральных фуллеренов, а также наноструктурированных фаз на их основе - фуллеридов, полимеризованных нанотрубок. Обобщены экспериментальные и теоретические данные о дефектах в структуре углеродных материалов. На основании литературного обзора сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе содержится описание основных методов моделирования и структурных моделей, использованных при расчетах.

В качестве основных методов для решения поставленных задач исследования были использованы методы молекулярной механики ММ2 и ММ+, полуэмпирические квантово-механические методы РМЗ. AMI, MNDO и ab initio расчеты.

Методом молекулярной механики рассчитывалась геометрически оптимизированная структура углеродных нанотрубок, структура графеновых листов со встроенными топологическими дефектами, а также структура парных соединений однослойных углеродных нанотрубок. Первопринципными методами расчета, была произведена геометрическая оптимизация углеводородных молекулярных структур, содержавших простые топологические дефекты. Полуэмпирическими методами рассчитывались энергетические характеристики исследуемых структур.

Также в главе приведено описание структурных моделей, использованных при расчетах, а также параметров, использованных для характеристики изученных структур. На рис.1 представлена схема определения параметров, характеризующих соединения нанотрубок.

5-уголышк 7-угольник

Рис. 1 . Схема определения параметров ср, X и о (на примере соединения УНТ(3,3)-(3,0)).

Третья глава посвящена результатам модельных расчетов структуры графеновых слоев, содержащих топологические дефекты.

В Ходе исследования была предложена классификация топологических дефектов графеновых слоев. Во-первых, топологические дефекты можно разделить на простые и комбинированные, Простой дефект это дефект, возникающий в результате замены одного гексагона каким-либо другим многоугольником. Дефекты, сочетающие в себе несколько простых дефектов, это комбинированные дефекты. Простые дефекты характеризуются параметром Р, равным разнице сторон в гексагоне и соответствующем топологическом дефекте. Деформация графенового слоя топологическими дефектами характеризовалась минимальным углом (Р) между прямыми, проходящими по поверхности графенового слоя через центр Дефекта.

В результате исследования влияния простых топологических дефектов на структуру графенового листа установлено, что угол |3 обратно пропорционален модулю параметра Р. Причем, для дефектов с одинаковым по модулю значением Р, угол искривления примерно одинаков. В таблице 1 представлены значения этого угла для различных простых топологических дефектов.

В результате модельных расчетов углеводородных молекул, имеющих фрагменты углеродного каркаса с 4, 5, 6, 7, 8 и 9 угольниками, вычислена удельная энергия углерод-углеродных связей для простых топологических дефектов. Графики зависимостей удельных энергий связей ЕуД от параметра Р, построенные по результатам расчетов, выполненных разными методами: РМЗ, AMI и MNDO, представлены на рис. 2. Из графиков видно, что наиболее энергетически выгодным Таблица 1. Значения углов искривления графеновой плоскости простыми топологическими дефектами.

Тип дефекта 3 4 5 6 7 8 9

Р +3 +2 +1 0 -1 -2 -3

65 86 117 180 120 88 66

Еул Ккал/моль

' -80.0 г

Еуд, Ккал/моль -80.0 г

(а)

Еуд. Ккал/моль

-90.0 г

(6)

(В)

2 F

г Г

Рис. 2. Зависимость удельной энергии связи от параметра Р, рассчитанная AMI методом (а); РМЗ методом (б) и методом MNDO (в).

многоугольником в графеновом листе является шестиугольник (Р=0). Чем больше

разница сторон в топологическом дефекте и гексагоне, тем больше его удельная

энергия, т.е. наиболее вероятным представляется формирование дефектов с

минимальным по модулю значением Р (дефектов 5 и 7).

Комбинированные дефекты характеризовали параметром S, равным сумме сторон простых дефектов, входящих в состав комбинированного. Установлено, что локальное искажение графенового слоя могут вызывать только комбинированные дефекты, параметр Р для которых равен нулю.

В результате изучения возможных способов формирования комбинированных дефектов в графеновых слоях было установлено, что по степени искажения структуры слоя их можно разделить на два класса - точечные и линейные. Примером точечных дефектов могут служить дефекты 5-7-5-7, 4-8-4-8, 5-8-5, 4-5-7-8, 4-7-7 (рис. З.а,б). Особенность их такова, что они вызывают деформацию графенового слоя только в небольшой области, окружающей место расположения дефекта. Для комбинированных дефектов этого класса характерно то, что параметр S для них должен быть равен 18 или 24.

Второй тип дефектов - линейные. Они вызывают деформацию графенового слоя вдоль линии. Представителями этого класса дефектов являются комбинированные дефекты 5-7 и 4-8 (рис.3.в,г), их параметр S=12. При наличии в грефеноном листе такого типа дефекта, искаженной оказывается структура всего слоя - слой перестает быть плоским даже вдали от дефекта. Исследование возможной трансформации комбинированных дефектов, в результате

Рис. 3. Фрагменты графеновых слоев, содержащие: точечные комбинированные топологические дефекты (а) 4-8-8 и (б) 5-5-8; и линейные комбинированные топологические дефекты (в) 5-7 и (г) 4-8.

перестройки углерод-углеродных связей показало, что относительное движение простых топологических дефектов в составе уже сформировавшихся линейных комбинированных дефектов не возможно.

В результате расчета структуры графеновых слоев, содержавших комбинированные топологические дефекты, состоящие из одинаковых простых, но отличающиеся их относительным расположением, установлено, что степень искажения структуры графенового листа зависит от положения дефектов относительно друг друга. Высота деформационной ступени Н, характеризующей степень искажения графенового листа, прямо пропорциональна расстоянию между центрами простых топологических дефектов в составе комбинированного.

Анализ возможных способов внедрения комбинированного дефекта в идеальный графеновый лист показал, что они различны в зависимости от класса (линейного или точечного) к которому относится дефект. Модельно линейный дефект возможно поместить в слой если выполнить его разрез от края до точки вставки. После размещения дефектов в месте разреза слой необходимо снова сшить, добавляя дополнительные ряды шестиугольников. Очевидно, что такая процедура реализоваться на практике не может, поэтому формирование дефектов возможно только в процессе роста листов. В отличие от комбинированных линейных дефектов точечные дефекты могут встраиваться а бездефектный графеновый лист при помощи локальной перестройки структуры листа (рис.4).

Рис. 4. Схема встраивания комбинированного точечного дефекта 5-7-5-7 в графеновый лист.

Четвертая глава содержит результаты исследования структуры соединений углеродных, нанотрубок при помощи топологического дефекта 5-7.

Была рассчитана геометрически оптимизированная структура 248 соединений УНТ на основе трубок с диаметрами до 0.5 нм и 36 соединений УНТ на основе трубок диаметром от 0.611 до 0.704 нм. В результате установлено, что при помощи парного дефекта пятиугольник - семиугольник возможно сформировать переходы между трубками любой хиральности и диаметра (табл. 2) за исключением соединений трубок zigzag и armchair самих с собой. Соединение некоторых пар углеродных нанотрубок возможно различными способами, при этом структурные характеристики полученных соединений отличаются. Однако, такие соединения удается получить не между всеми типами трубок. Дублирующиеся соединения возможны только между парами chiral трубок.

Также установлено, что только на основе двух chiral УНТ возможны соединения между двумя одинаковыми трубками, т.е. получается соединение типа (ШьП1)-(тьП|)- В подобных соединениях дефект 5-7 располагается таким образом, что 5- и 7-угольник располагаются так, что расстояние X между центрами дефектов 5 и 7 равно нулю и плоскость, проходящая через центры дефектов, является плоскостью симметрии.

В таблице 2 приведены значения углов локтевых сгибов всех полученных соединений. Анализ полученных результатов показывает, что углы ср, лежащие в диапазоне от 170° до 180°, характерны для соединений между трубками zigzag-zigzag и armchair-armchair, т.е. между трубками с близкими углами хиральности. Минимальные углы сгибов, близкие к 142°, наблюдаются для armchair-zigzag соединений, при этом дефекты 5 и 7 располагаются на противоположных стенках нанотрубок, так что угол а между ними составляет 180°.

Также были измерены расстояние между центрами дефектов X и угол между центрами дефектов а. Угол а принимает значения от 0° до 180°. Значения а=180° характерны для соединений zigzag-zigzag. Для соединений armchair-zigzag, для которых Д0=30°, наблюдаемый угол а равен 0°.

Параметр X, характеризующий расстояние между дефектами, в исследуемом нами диапазоне диаметров трубок, изменялся от 0.028 А до 5.45 А.

Таблица 2.

Значения углов сгибов для соединений однослойных углеродных нанотрубок диаметром менее 5 Á, на основе дефекта 5-7, а также характеристики УНТ: D - диаметр, 0 - угол хиральности, Я -проводимость (м - металлическая, п/п - полупроводниковая), Х- хиральность (zz - zigzag, arm - armchair, ch - chiral). Серым цветом выделены нанотрубки с полупроводниковыми свойствами.

УНТ 20 2.1 3,0 2,2 3,1 4,0 3.2 4,1 5,0 3,3 ■i,2 5,1 6,0 4.3 5,2

2<, - 157 180 151 159 176 152 166 174 152 155 167 174 153 153

2.1 157 155 157 155 172 153 173 166 151 166 151 164 152 172 149

3,0 180 157 - 150 160 180 151 161 176 148 150 164 178 148 155

2,2 151 155 150 - 156 146 168 151 146 180 159 149 146 171 153

3,1- 159 172 160 156 150 157 164 151 174 148 157 156 148 170 170 147 157 150 175

4,0 176 153 180 146 157 - 149 161 180 145 151 163 178 145 155

3.2 152 173 151 168 164 151 149 158 157 146 147 167 169 152 145 155 146 161 163

4,1 166 166 161 151 174 148 161 146 157 148 160 150 146 166 176 150 160 147 157 170

5,0 174 151 176 146 157 180 147 160 - 145 151 163 180 146 153

3,3 152 166 148 180 156 145 167 150 145 - 161 148 145 170 156

4,2 155 151 150 159 148 170 151 169 152 146 166 151 161 148 142 161 150 168 154 175 147

5,1 , 167 164 164 149 170 147 163 145 155 176 150 163 148 142 161 151 163 146 153 166

6,0 174 152 178 146 157 178 146 160 180 145 150 163 - 145 153

4,3 153 172 148 171 150 145 161 147 157 146 170 168 154 146 153 145 162 150 163

5,2 153 149 155 153 175 155 163 170 153 156 175 147 166 153 150 163 145

D, Á 1,57 2,07 2,35 2.71 2,82 3,13 3,41 3,59 3,91 4,07 4,14 4,36 4,70 4,76 4,89

о,° 0,0 19,1 0,0 30,0 13,9 0,0 23,4 10,9 0,0 30,0 19,1 8,9 0,0 25,3 16,1

П п/п п/п м м п/п п/п п/п м п/п м п/п п/п м П/п М

X ZZ ch ZZ arm Ch ZZ ch ch ZZ arm ch ch Zz ch Ch

Анализ полученных данных позволил установить наличие зависимости (p=f(A9),

где ДО - разница углов хиральности соединяющихся УНТ (рис. 5.а). Для соединений на основе zigzag и armchair УНТ данная зависимость линейна - угол сгиба уменьшается с увеличением разницы углов хиральностей, достигая минимальных значений 142° при максимальной разнице углов хиральностей в ±30° (т.е. для соединений armchair-zigzag УНТ). Максимальные углы локтевых сгибов, близкие к 180°, наблюдаются при Д6 = 0°.

Еще одной из установленных взаимосвязей между структурными параметрами является зависимость угла сгиба (р от угла а между дефектами 5 и 7 (рис. 5.6). Угол сгиба линейно уменьшается с увеличением угла а, причем это наблюдается для всех возможных парных соединений УНТ без исключения. Наличие зависимостей угла

ф. 180

170

150|

О xiq.iu.nuc \ЦТ + i^er.wofyintuj« VHT * «тяг УНТ

сГ _

_cu св

fcf-Ь » о п п *А

'fe о Vfc*

ф< 130

160

. - "

,88°38r

£p If i

Г *

(6)

■20

1Где.°

120 1воа,°

160 120

О О

Cb° 8°8 <fi

X,A

6.0

cPo 8 0 8

о о о

.г

(в)

О «»рм.те УНТ yii во + .г-..-^...-' О О * .игам УНТ

~ У

J? (D

0.0<й-—■-:-■-1-1.

0.0 1.0 2.0|л1)|Л

зависимость можно описать уравнением: а =

Рис. 5. Графики зависимостей; угла сгиба от разницы углов хиральностей (а); угла сгиба от угла между центрами дефектов 5-7 (б); угла между дефектами а от разницы углов хиральностей Д9 (в); расстояния между дефектам и X от разницы диаметров нанотрубок AD (г).

локтевого сгиба ф соединений УНТ от разницы углов хиральностей Д9 и

относительного положения дефектов а обусловливает наличие взаимосвязи между a

и Д0 (рис. 5.в). Зависимость а от Д0 наблюдается для zigzag-zigzag, armchair-zigzag,

zigzag-chiral, armchair-armchair, armchair-chiral соединений так, что с увеличением

модуля разницы углов хиральностей угол между дефектами увеличивается. Эту

[+5.82Д9 дляД9>0 „

. Исключением

-5.82AQ для Д9 <0

являются chiral-chiral соединения, для которых отчетливой зависимости нет. Также было установлено, что чем дальше друг от друга располагаются дефекты 5 и 7, тем больше разница диаметров соединенных трубок. График зависимости X=f(AD) представлен на рис. 5.г. Из графика видно, что зависимость линейна для всех типов трубок и хорошо интерполируется уравнением X = 2.84 | AD |.

Расчет энергетических характеристик углеродных нанотрубок был выполнен полуэмпирическими методами РМЗ и AMI. Удельная энергия связей была рассчитана

для 27 однослойных углеродных нанотрубок, имеющих диаметр до 9.4 А. На рис. 6 представлены графики зависимостей удельных энергий связей Еу от диаметра трубки. Графики, построенные по результатам расчетов, выполненных разными методами РМЗ и AMI, имеют аналогичный вид, что свидетельствует о корректности полученных результатов. Зависимость, представленная на рис. б.а. хорошо

интерполируется уравнением вида: а=145.9 Ккал / моль*А2, b = -111.9

Ккал / моль. Из графиков

Еу, Ккал/моль -СОЛ г

(а)

Еу, Ккял/моль -60.0 г

<б)

что

I ••

-100.0-

видно, энергия уменьшается диаметра Таким

->D.*

■120.0[-

удельная связей с ростом нанотрубки. образом,

-......--- D. А

е.о ю о

Рис. 6 Зависимости удельной энергии С-С связи углеродных нанотрубок от диаметра, полученные методом РМЗ (а) и методом AMI (б).

энергетически выгодными являются УНТ большого диаметра.

Пятая глава посвящена изложению результатов расчетов структуры соединений углеродных нанотрубок при помощи комбинированного топологического дефекта 4-8.

В результате моделирования был выполнен расчет структуры 147 геометрически оптимизированных соединений УНТ на основе трубок с диаметрами до 0.5 им. Сравнительный анализ структуры рассчитанных парных соединений УНТ показал, что при помощи парного дефекта 4-8 возможно получить соединения между углеродными нанотрубками только одинакового типа проводимости (табл. 3), т.е. получаются соединения металическая-металическая или полупроводниковая-полупроводниковая УНТ. При этом соединения между некоторыми трубками возможно получить различными способами, при этом структурные характеристики полученных соединений будут отличаться. Кроме того, было установлено, что при помощи дефекта 4-8 удается соединить трубки с одинаковыми индексами, т.е. получается соединение типа (тьг\1)-(т),П1). Однако, такие соединения удается получить не между всеми типами трубок. Трубки г!§2а§-хиральности, имеющие полупроводящий характер, не соединяются сами с собой, в отличие от хиральных и

armchair трубок. Особенность соединений типа (mi,ni)-(mi,ni) такова, что расстояние X между центрами дефектов 4 и 8 равно нулю и плоскость, проходящая через центры дефектов, является плоскостью симметрии.

Анализ взаимосвязей между структурными характеристиками соединений УНТ на основе топологического дефекта 4-8 показал наличие отчетливых зависимостей. На рис. 7.а представлен график зависимости угла локтевого сгиба ф от разницы углов хиральности соединяемых трубок <p=f(A9). Из графика видно, что точки графика, соответствующие соединениям, в которых хотя бы одна из трубок zigzag и armchair хиральности, лежат на линиях, образующих ромб. Все точки графика, соответствующие соединениям на основе chiral трубок, лежат внутри этого ромба. График данной зависимости, построенный для соединений полупроводник-полупроводник и металл-металл, представлен на рис. 7.6. Из графиков видно, что для соединений полупроводниковых трубок нет четко выраженной зависимости. А точки, соответствующие соединениям металлических трубок, четко укладываются на линии, образующие ромб.

Еще одной из установленных взаимосвязей между структурными параметрами является зависимость угла сгиба ф от угла а между дефектами 4 и 8 (рис.7.в). Установлено, что чем больше угол локтевого сгиба ср, тем меньше угол между центрами дефектов а. Из графика видно, что для соединений всех типов зависимость укладывается на прямую, которую можно описать уравнением ср = 180 - 1/3-а.

Наличие зависимостей угла локтевого сгиба (р соединений УНТ от разницы углов хиральностей Д0 и относительного положения дефектов а обусловливает наличие взаимосвязи между а и Д0 (рис. 7.г). Зависимость а от Д9 носит тот же характер, что и зависимость <р от ДО. Также данная зависимость была построена для соединений металлических и полупроводниковых трубок (рис. 7.д). Из графиков видно, что в отличие от металлических соединений, для соединений на основе полупроводниковых трубок зависимость угла между центрами дефектов от разницы углов хиральности соединяемых трубок не имеет четко выраженного характера. Точки графика лежат в центре ромба, сторонами которого являются графики а = f(A0) для металлических соединений.

Насколько далеко располагаются друг от друга проекции центров дефектов

Таблица 3.

Значения углов сгибов для соединений однослойных углеродных нанотрубок диаметром менее 5 А, на основе дефекта 4-8, а также характеристики УНТ: D - диаметр, в - угол хиральноста, 17 -проводимость (м - металлическая, п/п - полупроводниковая), Х-хиральность (zz - zigzag, arm - armchair, ch - chiral). Серым цветом выделены нанотрубки с полупроводниковыми свойствами.

УНТ (2,0) Ш) (3,0) (2,2) (3,1) (4,0) (3,2) (4,1) «Ш1» (3,3) (4,2) (М (6,0) (4,3) (5.2)

W) 132 155 119 133 171 154 121 134

Ш) 132 132 117 141 149 172 126 129 145 119 162 140 166

(3,0) 112 137 161 115 133 177 116 152

(2,2) 137 116 147 124 116 178 134 120

(3,1) 155 117 141 137 118 116 141 156 131 171 124 145

т 119 149 118 - 140 115 121 163 139

(3,2) i 33 172 126 116 141 140 118 128 117 148 130 158 176

т 161 115 147 124 116 144 144 121 159 117

(5,0) 171 129 156 115 128 - 145 114 126

(3,3) 133 116 178 144 121 114 131 154

т (5,1) 154 145 119 131 171 121 117 148 145 123 116 128 115 150

121 162 140 124 163 130 158 114 116 128 149

(6,0) 177 116 134 159 117 131 113 149 117

(4,3) 134 166 145 139 176 126 115 150 149 115

(5,2) 152 120 168 154 149 117 127

d,A 1,57 2,07 2,35 2,71 2,82 3,13 3,41 3.59 3,91 4,07 4,14 4,36 4,70 4,76 4,89

0,° 0,0 19,1 0,0 30,0 13,9 0,0 23,4 10,9 0,0 30,0 19,1 8,9 0,0 253 16,1

п п/п п/п М м п/и п/п п/п м п/п м п/п п/п м п/п м

X ZZ ch Zz arm Ch ZZ ch ch zz arm ch ch ZZ ch ch

характеризуется параметром X (рис.1). Зависимость расстояния между дефектами от разницы диаметров соединяемых трубок носит точно такой же характер, как и для соединений нанотрубок, содержащих дефект 5-7. А именно, что чем дальше друг от друга располагаются 4- и 8-угольники, тем больше разница диаметров соединенных трубок. График зависимости Х=ДДО) представлен на рис. 7.е. Из графика видно, что зависимость линейна для всех типов трубок и хорошо интерполируется уравнением Х=1.36|ДО|.

<р.°

170 160 150 140 130' 120 110

о хиральны* УНТ ф'

СТО +нраслообра1ны( УНТ ' ' ОАО »»игмгУНТ

С? %

ъ (а) 160

о»

2° 0 0

5 о § о Ь 140

СР о о о о

<*§„ о

Ьо I

я •

4 м*таплкч* скК» УН Т .. « ^ -попу провод «щи* УНТ Ч^»

,/ V №

7* ^

2 а ж

- 7<7 Р » <> ^ А

* . * * * * 5 ** !

?; г

* » " в * А *

гге;

1Г УНТ

* г

(В)

• »,

160

— *? ТО —

ца ♦ кр«СПОобразны* УН V ▼ V

'Г о хиральнъ» УНТ . 'I а

О А * **

а О С С А ; "" **

I ' 80*-

-20 0 20 2Ш" 0 30 60 д0 120 150 100 4,"

•скм* УНТ у 9 ф ? ~ голупроавдащи* УНТ ''

4.5 -

8 * 4 4 о с 6 о 0 1 О О и

о о с

О й о *

о 2

_о во0 о 0 с о?4 (Г)

3-0

(Д)

-20

У».,.?.

' згАоо '

мтш:

с -

(е)

»..* I ^ ^ _

° -20 'Т' 20 Д0. -3.0 -1.5 0Л 1^5 ЭТТА

Рис.7. Графики зависимостей: угла сгиба <р от разницы углов хиральностей нанотрубок Д9 (а,б), и угла между дефектами а (в), угла между дефектами а от разницы углов хиральностей Д9 (г,д); расстояния между дефектами X от разницы диаметров ианотрубок ДЭ (е).

Шестая глава посвящена обсуждению полученных результатов и возможных механизмов формирования топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках.

Основные результаты и выводы

1. Рассчитана структура и энергетические характеристики графеновых слоев, содержащих простые и комбинированные топологические дефекты. Установлено, что чем больше разница сторон в топологическом дефекте и гексагоне, тем больше его удельная энергия, т.е. наиболее вероятным представляется формирование дефектов с минимальным по модулю значением Р (дефектов 5, 7 и 8). Высота деформационной ступени, характеризующей степень искажения графенового листа, оказывается прямо пропорциональна расстоянию между центрами простых топологических дефектов в составе комбинированного. Разработана модель формирования топологических дефектов в графеновых слоях. Способ внедрения линейных и точечных комбинированных дефектов в идеальный графеновый лист различен. Точечные дефекты могут встраиваться в бездефектный графеновый лист при помощи локальной перестройки структуры листа, в то время

как внедрение линейных дефектов возможно только в процессе роста графеновых слоев.

2. Выполнено систематическое исследование структуры соединений углеродных нанотрубок различных диаметров и хиральностей на-основе топологического дефекта 5-7. В результате исследования установлено, что при помощи парного дефекта пятиугольник - семиугольник возможно сформировать переходы между трубками любой хиральности и диаметра. Впервые установлено, что между парой различных chiral-chiral УНТ возможно соединение двумя различными способами, а также то, что при помощи дефекта 5-7 возможно соединение chiral нанотрубок самих с собой, в то время как для одинаковых armchair и zigzag нанотрубок такие соединения невозможны. Установлены взаимосвязи между относительным положением топологических дефектов и структурными характеристиками соединений УНТ. Для соединений на основе zigzag и armchair УНТ угол сгиба ср линейно уменьшается с увеличением разницы углов хиральностей Д0. Для соединений chiral-chiral отчетливой зависимости нет. Также было установлено, что угол сгиба <р линейно уменьшается с увеличением угла а, причем это наблюдается для всех возможных парных соединений УНТ без исключения. Кроме того, обнаружено, что чем дальше друг от друга располагаются 5 и 7-угольники, тем больше разница диаметров AD соединяемых нанотрубок. Рассчитаны энергетические характеристики нанотрубок, содержащих топологические дефекты - удельная энергия связей уменьшается с ростом диаметра нанотрубки.

3. Впервые изучены закономерности формирования соединений между однослойными углеродными нанотрубками при помощи топологического дефекта 4-8, найдены взаимосвязи между структурными параметрами этих соединений. Установлено, что чем больше угол локтевого сгиба <р, тем. меньше угол между центрами дефектов а, эта зависимость общая для всех типов УНТ. Установлено, разница диаметров соединяющихся нанотрубок определяет расстояние между центрами дефектов 4 и 8 (зависимость линейная). Доказано, что формирование соединений металлических и полупроводниковых нанотрубок на основе комбинированного топологического дефекта 4-8 невозможно.

4. На основе результатов полученных при исследовании топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках предложены:

- классификационная схема топологических дефектов в графеновых слоях; -механизм формирования топологических дефектов в графеновых слоях; -механизм формирования соединений углеродных нанотрубок, при помощи парных комбинированных топологических дефектов и возможные пути синтеза таких структур.

Список публикаций по теме диссертации

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов

диссертации:

1. Беленков Е.А. Зинатулина Ю.А. Топологические дефекты графеновых слоев // Вестник ЧелГУ. Физика. №3. 2008. с. 32-38.

2. Беленков Е.А., Зинатулина Ю.А. Закономерности формирования соединений углеродных нанотрубок, на основе дефекта 5-7 И Вестник ЮУрГУ. Физика. №22. 2008. с. 23-29.

3. Зинатулина Ю.А., Беленков Е.А. Структура соединений углеродных нанотрубок на основе дефекта 4-8 // Вестник ЧелГУ, Физика. №4.2009. с. 37-42.

Другие статьи и тезисы докладов по материалам диссертации

4. Зинатулина Ю.А., Беленков Е.А. Топологические дефекты в слоевых фазах и каркасных наноструктурах // Сборник тезисов докладов: XXXII Международная зимняя школа физиков-теоретиков. Екатеринбург, 2008, с. 74.

5. Беленков Е.А., Пасюкова Ю.А. Классификация р-п переходов в углеродных нанотрубках с изменяющейся хиральностью // Сборник тезисов докладов: XXXI Международная зимняя школа физиков-теоретиков. Екатеринбург, 2006, с. 60.

6. Пасюкова* Ю.А., Беленков Е.А. Закономерности формирования структуры контактов между углеродными нанотрубками различной хиральности // Сборник тезисов: IV Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация». Иваново, 2006, с. 108.

7. Пасюкова* ЮА., Беленков Е.А. Структура локтевых сгибов углеродных нанотрубок // Тезисы докладов VI международной научной конференции "Химия твёрдого тела и современные микро и нанотехнологии". Кисловодск, 2006, с. 90.

8. Пасюкова* Ю.А. Влияние дефектов 5-7 на структуру графенового слоя // Сборник тезисов: VI Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике, физике и химии. Уфа, 2006, с. 96.

9. Пасюкова* Ю.А., Беленков Е.А. Структуры «локтевых» сгибов углеродных нанотрубок // Тезисы докладов V Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология». Москва, 2006, с. 170

Ю.Зинатулина Ю.А. Моделирование структуры графеновых слоев, содержащих топологические дефекты // Сборник тезисов: ВНКСФ-13. Ростов-на-Дону -Таганрог, 2007, с. 97-98

П.Зинатулина Ю.А., Беленков Е.А. Трансформация структуры графеновых слоев, содержащих топологические дефекты, при фазовом переходе неупорядоченного углерода в поликристаллический графит // Сборник трудов Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах». Махачкала, 2007, с. 494-497

12.Беленков ЕЛ., Зинатулина Ю.А., Усова М.В. Структура соединений однослойных углеродных нанотрубок // Тезисы докладов VII Международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». Кисловодск, 2007, с. 151.

13.Усова М.В., Зинатулина Ю.А. Структура соединений углеродных нанотрубок // Сборник тезисов: VII Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике. Уфа, 2007, с. 31.

14.3инатулина Ю.А. Моделирование дефектов в графеновых слоях // Сборник тезисов: VII Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике. Уфа, 2007, с. 32.

15.Зинатулина Ю.А., Беленков Е.А. Исследование структуры графеновых слоев, содержащих топологические дефекты // Труды XI конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов. Владивосток, 2007, с. 259-263

16.3инатулина Ю.А., Коченгин А.Е., Усова М.В. Структура соединений углеродных нанотрубок на основе дефектов 5-7, 4-8, 5-5-8 и 4-7-7 // Сборник тезисов: VIII Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике, физике и химии. Уфа, 2008, с. 26.

* - согласно свидетельства о браке серия I-ИВ № 763152, выданного 13.10.2006

отделом ЗАГС администрации Курчатовского района гор. Челябинска, фамилия

Пасюкова изменена на Зинатулина.

Подписано в печать 03.09.2009 г. Формат 60x90/1 усл.п.л. Печать офсетная. Бумага офсетная UNION ART. 20 с. Тираж 100 экз. Заказ 09-09-0001.

Отпечатано в ООО «РАСТР-Технология», 456770, Челябинская обл., г. Снежинск, ул. Транспортная, 66, а/я 253, тел./факс: (351-46) 5-55-71, Email: r-tech@Snezhinsk.ru

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Зинатулина, Юлия Александровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. УГЛЕРОДНЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ И СТРУКТУРНЫЕ ДЕФЕКТЫ.

1.1. Структурные дефекты.

1.2. Топологические дефекты в графеновых слоях.

1.3. Углеродные наноструктуры на основе топологических дефектов.

1.3.1. Фуллерены.

1.3.2. Углеродные нанотрубки.

1.4. Соединения УНТ на основе топологических дефектов.

1.5.Комбинированные углеродные наноструктуры на основе топологических дефектов.

1.6. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ.

2.1. Методы расчета углеродных наноструктур и структурные модели.

2.1.1. Методы молекулярной механики.

2.1.2. Полуэмпирические квантово-механические методы.

2.2. Структурные модели и методика моделирования.

2.2.1.Методика моделирования топологических дефектов в графеновых слоях.

2.2.2.Методика моделирования соединений однослойных УНТ при помощи топологических дефектов.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГРАФЕНОВЫХ СЛОЕВ,

СОДЕРЖАЩИХ ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ.

3.1 .Моделирование графеновых слоев, содержащих простые топологические дефекты.

3.2.Результаты моделирования комбинированных топологических дефектов.

3.4.Моделирование формирования комбинированных топологических дефектов в графеновых слоях.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛОКТЕВЫХ СГИБОВ НА ОСНОВЕ ДЕФЕКТА 5-7.

4.1. Исследование структурных характеристик соединений углеродных нанотрубок.

4.2. Взаимосвязь структурных параметров сгибов УНТ.

4.3. Энергетические характеристики соединений УНТ на основе дефекта 5-7.

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ОДНОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК НА ОСНОВЕ ТОПОЛОГИЧЕСКОГО ДЕФЕКТА 4-8.

5.1. Исследование структурных характеристик соединений УНТ на основе дефекта 4-8.

5.2. Взаимосвязь структурных параметров соединений однослойных УНТ при помощи дефекта 4-8.

Введение диссертация по физике, на тему "Исследование топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках"

Актуальность работы.

Особый интерес представляют исследования закономерностей формирования топологических дефектов в углеродных нанотрубках. Проводимость углеродных нанотрубок в зависимости от их диаметра и хиральности может изменяться от полупроводниковой до металлической. Соединения нанотрубок с различным типом проводимости могут найти широкое применение в наноэлектронных устройствах. Образование различных соединений между однослойными углеродными нанотрубками различного диаметра и хиральности возможно при помощи топологических дефектов. Структуры парных соединений однослойных углеродных нанотрубок на основе комбинированного топологического дефекта 5-7, названных локтевыми сгибами, были исследованы в ряде работ. Однако, как показывает теоретический анализ, возможны соединения и при помощи других двойных комбинированных топологических дефектов.

Цель и задачи работы.

2. Модельное исследование структуры соединений однослойных углеродных нанотрубок различной хиральности и диаметра при помощи комбинированных топологические дефектов 5-7.

Методы исследования.

В качестве методов исследования в работе были использованы методы молекулярной механики (ММ2, ММ+), первопринципные (STO 3-21G) и полуэмпирические (РМЗ, AMI, MNDO) методы расчета структуры и энергетических характеристик.

Научная новизна.

1. Рассчитана структура и энергетические характеристики графеновых слоев, содержащих простые и комбинированные топологические дефекты. Предложена схема классификации топологических дефектов, разработана модель формирования топологических дефектов в графеновых слоях.

2. Найдены взаимосвязи между структурными параметрами соединений углеродных нанотрубок на основе дефекта 5-7. Установлено, что углы сгибов соединений определяются относительным расположением дефектов 5 и 7 в месте контакта соединяющихся нанотрубок. Впервые установлено, что между парой различных chiral-chiral УНТ возможно соединение двумя различными способами.

4. Установлено, что наиболее энергетически выгодным простым топологическим дефектом графенового слоя является семиугольник.

Впервые обнаружено, что удельная энергия углерод-углеродных связей в 6 соединениях углеродных нанотрубок, полученных при помощи дефекта 57, не зависит от угла сгиба.

Практическая значимость.

Положения, выносимые на защиту.

Апробация результатов работы.

Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены на: Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология», (2006 г., Москва); Региональной школе-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике (2006, 2007, 2008 гг., Уфа); Международной зимней школе физиков теоретиков (2006, 2008 гг., Екатеринбург-Челябинск); Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (2007 г., Махачкала); IV Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация» (2006 г. Иваново); Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (2007 г., Ростов-на-Дону - Таганрог); Международной научной конференции «Химия твёрдого тела и современные микро- и нанотехнологии» (2006, 2007 гг., Кисловодск); XI конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов (2007 г., Владивосток).

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 16 работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ, 2 статьи в сборниках трудов научных конференций, а также 11 тезисов докладов научных конференций.

Структура и объем диссертации.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Основные результаты и выводы

2. Выполнено систематическое исследование структуры соединений углеродных нанотрубок различных диаметров и хиральностей на основе топологического дефекта 5-7. В результате исследования установлено, что при помощи парного дефекта пятиугольник - семиугольник возможно сформировать переходы между трубками любой хиральности и диаметра. Впервые установлено, что между парой различных chiral-chiral УНТ возможно соединения двумя различными способами, а также то, что при помощи дефекта 5-7 возможно соединение chiral нанотрубок самих с собой, в то время как для одинаковых armchair и zigzag нанотрубок такие соединения невозможны. Уставлены взаимосвязи между относительным положением топологических дефектов и структурными характеристиками соединений УНТ. Для соединений на основе zigzag и armchair УНТ угол сгиба ф линейно уменьшается с увеличением разницы углов хиральностей АЭ. Для соединений chiral-chiral отчетливой зависимости нет. Также было установлено, что угол сгиба ф линейно уменьшается с увеличением угла а, причем это наблюдается для всех возможных парных соединений УНТ без исключения. Кроме того, обнаружено, что чем дальше друг от друга располагаются 5 и 7-угольники, тем больше разница диаметров AD соединяемых нанотрубок. Рассчитаны энергетические характеристики нанотрубок, содержащих топологические дефекты - удельная энергия связей уменьшается с ростом диаметра нанотрубки.

3. Впервые изучены закономерности формирования соединений между однослойными углеродными нанотрубками при помощи топологического дефекта 4-8, найдены взаимосвязи между структурными параметрами этих соединений. Установлено, что чем больше угол локтевого сгиба ф, тем меньше угол между центрами дефектов а, эта зависимость общая для всех типов УНТ. Установлено, разница диаметров соединяющихся нанотрубок определяет расстояние между центрами дефектов 4 и 8 (зависимость линейная). Доказано, что формирование соединений металлических и полупроводниковых нанотрубок на основе комбинированного топологического дефекта 4-8 невозможно. 4. На основе результатов полученных при исследовании топологических дефектов в графеновых слоях и углеродных нанотрубках предложены: - предложена классификационная схема топологических дефектов в графеновых слоях;

-механизм формирования топологических дефектов в графеновых слоях;

-механизм формирования соединений углеродных нанотрубок, при помощи парных комбинированных топологических дефектов и возможные пути синтеза таких структур.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Зинатулина, Юлия Александровна, Челябинск

1. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. т.2. М.: Мир, 1979. 422с.

2. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. 791 с.

3. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела. М.: Мир, 1966. 568 с.

4. Шулепов C.B. Физика углеграфитовых материалов. М.: Металлургия, 1990. 336 с.

5. Уббелоде А.Р., Льюис Ф.А. Графит и его кристаллические состояния. М.:Мир, 1965.281 с.

6. Фиалков A.C. Углеграфитовые материалы. М.: Энергия, 1979. 319 с.

7. Красюков А.Ф., Нефтяной кокс. М.: Химия, 1966. 264 с.

8. Островский B.C., Виргильев Ю.С., Костиков В.И., Шипков H.H. Искусственный графит. М.: Металлургия, 1986. 272 с.

9. Амелинкс С., Делавинье П., Хеершан М. Дислокации и дефекты упаковки в графите // В кн.: Химические и физические свойства углерода. Под ред. Уокера Ф. М.: Мир, 1969. с.9-77.

10. Федоров В.Б., Шоршоров М.Х., Хакимова Д.К. Углерод и его взаимодействие с металлами. М.: Металлургия, 1978. 208 с.

11. Сюняев З.И. Нефтяной углерод. М.: Химия, 1980. 272 с.

12. Байтингер Е.М. Электронная структура конденсированного углерода. Издат. УрГУ, Свердловск, 1988. 152 с.

13. Сюняев З.И. Облагораживание и применение нефтяного кокса. М.: Химия, 1966. 173 с.

14. Фиалков A.C. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М.: Аспект Пресс, 1997. 718 с.

15. Касаточкин В.И. Переходные формы углерода // Структурная химия углерода и углей. М.: Металлургия, 1969. с.7-16.

16. Maire J., Mering J. Graphitization of soft carbon // Chemistry and physics of carbon. New York: Dekker. 1970. Vol.6. P.125-190.

17. Fishbach D.B. The kinetics and mechanizm of graphitization. // Chemistry and Physics of Carbon. 1971.V.7.P.1-105.

18. Шипков H.H., Костиков В.И., Непрошин Е.И., Демин А.В. Рекристаллизованный графит. М.: Металлургия, 1979. 184 с.

19. Robertson B.J. Amorphous carbon // Advances in Physics. 1986. Vol.35. N.4. P.317-374.

20. Pierson H.O. Handbook of carbon, graphite, diamond and fiillerenes: properties, processing, and applications. Noyes Publications, New Jersey. 1993.400 р.

21. Pacault A. The kinetics of graphitization // Chemistry and Physics of Carbon. 1971. Ed. by P. Walker. New York. M. Dekker. Vol.7. P.107-154.

22. Franklin R.E. The interpretation of diffuse x-ray diagrams of carbon // Acta Crystallographica. 1950. V.3. P.107-121.

23. Franklin R.E. The structure of graphitic carbon // Acta Crysallographica. 1951. V.4.P.253-261.

24. Беленков E.A., Ивановская B.B., Ивановский A.JI. Наноалмазы и родственные углеродные наноматериалы // Екатеринбург: УрО РАН. 2008. 169 с.

25. Novoselov К. S., GeimA. К. , Morozov S. V. et al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films // Science. 2004. V. 306. P.666-669.

26. Novoselov K. S., Jiang D., Schedin F. et al. Two-dimensional atomic crystals//PNAS. 2005. V.102. P. 10451-10453.

27. Novoselov K. S., Geim A. K. , Morozov S. V. et al. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene // Nature. 2005. V.438. P.197-201.

28. Rolling E., Gweon G. H., Zhou S. Y. et al. Synthesis and characterization of atomically thin graphite films on a silicon carbide substrate // J. Phys. Chem. Solids. 2006. V.67. P.2172-2177.

29. Li D., Mueller M. В., Gilje S. et al. Processable aqueous dispersions of graphene nanosheets // Nature Nanotechnology. 2008. V.3. P. 101-105.

30. Hill E. W., Geim A. K., Novoselov K. et al. Graphene Spin Valve Devices // IEEE Trans. Magnet. 2006. V.42. P.2694-2696.

31. Katsnelson M. I. Graphene: carbon in two dimensions // Materials Today. 2007. V.10. P.20-27.

32. Avouris P., Chen Z. H., Perebeinos V. Carbon-based electronics // Nature Nanotechnology. 2007. V.2. P.605-615.

33. Goerbig M. O., Moessner R., Doucot B. Electron interactions in graphene in a strong magnetic field // Phys. Rev. B. 2006. V.74. P.161407-1 161407-4.

34. Hahn J. R., Kang H. Vacancy and interstitial defects at graphite surfaces: Scanning tunneling microscopic study of the structure, electronic property, and yield for ion-induced defect creation // Phys. Rev. B. 1999. V.60. №6, P.6007 6017.

35. Amara H., Latil S., Meunier V. et al. Scanning tunneling microscopy fingerprints of point defects in graphene: A theoretical prediction // Phys. Rev. B. 2007. V.76. P.l 15423-1 115423-10.

36. Vozmediano M. A. H., Lopez-Sancho M. P., Stauber T., Guinea F., Local defects and ferromagnetism in graphene layers // Phys. Rev. B. 2005. V.72. P.155121-1 155121-5

37. Cortijo A., Vozmediano M. A. Effects of topological defects and local curvature on the electronic properties of planar grapheme // arXiv:cond-mat. 2006. V.l. P.0612374.

38. Tamura R., Akagi K., Tsukada M. Electronic properties of polygonal defects in graphitic carbon sheets // Phys. Rev. B. 1997. V.56. P.1404 1411.

39. Li L., Reich S., Robertson J. Defect energies of graphite: Density-functional calculations //Phys. Rev. B. 2005. V.72, P.184109-1 184109-10.

40. El-Barbary A. A., Telling R. H., Ewels C. P., Heggie M. I., Briddon P. R. Structure and energetics of the vacancy in graphite // Phys. Rev. B. 2003. V.68. P.144107-1 144107-7.

41. Xu C.H., Fu C.L., Pedraza D.F. Simulations of point-defect properties in graphite by a tight-binding-force model 4813273 // Phys. Rev. B. 1993. V.48. №18, P. 13273 13279.

42. Демин A.B. Основные закономерности формирования структуры и свойств углеродных материалов с добавками химических элементов // Структура и свойства углеродных материалов. М.: Металлургия. 1987. с.63-73.

43. Jasienko S., Wajzer L. Proces katalityczej grafltyzacjn sudstancji organicznych. Wplyw substancj nieorganicz nych na proces grafityzacji konsow naftowych//ICoks, smola, gaz. 1986. V.31.N.7-8. P.152-158.

44. Auguie O., Oberlin M., Oberlin A. Microtexture of mesophase spheres as studied by high resolution conventional transmission electron microscope (CTEM) // Carbon. 1980. V.18. №5. P.337-346.

45. Oberlin A. Micro structure et propretes des matieres carbonees // J.Microsc. Spectrosc. Electron. 1982. V.7. №.4. P.327-340.

46. Тонтеноге А.Я., Рутьков E.B. Интеркалирование атомами двумерной графитовой пленки на металлах // Успехи физических наук. 1993. №.11. С.57-74.

47. Beuneu F. Nucleation and growth of single wall carbon nanotubes // arXiv:cond-mat. 2005. V.l. P.0509400.

48. Dresselhaus M., Dresselhaus G., Avouris Ph. Carbon nanotubes. Synthesis, struckure, properties and applications. // Topics in applied physics. Springer. 2002. V.80. 425 p.

49. Елецкий A.B., Смирнов Б.М. Фуллерены // УФН. 1993. Т. 163. №2. с.ЗЗ-60.

50. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода // УФН. 1995. Т.165. №9. с.977-1006.

51. Попов A.M., Лозовик Ю.Е. Образование и рост углеродных наноструктур фуллеренов, наночастиц, нанотрубок и конусов // УФН. 1997. Т. 167. №7. с.751-774.

52. Харрис П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века. М.: Техносфера. 2003. 336 с.

53. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки // УФН. 1997. Т.167. №9. с.945-972.

54. Елецкий. А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // УФН. 2002. Т. 172. №4. с.401-438.

55. Miyamoto Y., Rubio A., Berber S., Yoon M., Tomanek D. Spectroscopic characterization of Stone-Wales defects in nanotubes // Phys. Rev. B. 2004. V.69. P.121413-1- 121413-4.

56. Ihara S., Itoh S., Akagi K., Tamura R., Tsukada M. Structure of polygonal defects in graphitic carbon sheets // Phys. Rev. B. 1996. V.54. P.14713 -14719.

57. Stauber Т., Guinea F., Vozmediano M. A. H. Disorder and interaction effects in two-dimensional graphene sheets // Phys. Rev. B. 2005. V.71. P.041406-1-041406-4.

58. Смоли P.E. Открывая фуллерены // УФН. 1998. Т. 168. №3. с.323-330.

59. Крото Г. Симметрия, космос, звезды и С60 // УФН. 1998. Т.168. №3. с.343-358.

60. Kroto H.W., Heath J.R., O'Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E. C60: Buckminsterfullerene //Nature. 1985. V.318. P.162.

61. Warshel A. Computer modeling of chemical reactions in enzymes and solutions. New York: Wiley. 1991. 237p.

62. Lykke K.R. Fragmentation of C60: Experimental detection of C, C2, C3, and C4 by xuv positionization // Phys. Rev. B. 1995. V.52. №.2 P. 13541357.

63. Станкевич И.В., Никеров M.B., Бочвар Д.А. Структурная химия кристаллического углерода: геометрия, стабильность, электронный спектр //Успехи химии. 1984. V. 53(7) с.1101-1124.

64. Керл Р.Ф. Истоки открытия фуллеренов: эксперимент и гипотеза // УФН 1998. Т.168. №3. с.332-342.

65. Асиновский Э.И., Кириллин А.В., Костановский А.В. Экспериментальное исследование термических свойств углерода при высоких температурах и умеренных давлениях // УФН. 2002. №8. Т.172. с.931-944.

66. Heimann R.B., Evsyukov S.E., Koga Y. Carbon allotropes: a suggested classification scheme based on valence orbital hybridization // Carbon. 1997. V.35. P.1654-1657.

67. Meijer G, Bethune D.S. Laser deposition of carbon clusters on surfaces: A new approach to the study of Fullerenes // J. Chem. Phys. 1990. V.93. P.7800-7802.

68. Kratschmer W., Fostiropoulos K., Huffman D.R. The infrared and ultraviolet absorption spectra of laboratory-produced carbon dust: evidence for the presence of the C60 molecule // Chem. Phys. Lett. 1990. V.170. №6. P.167-170.

69. Золотухин И.В. Фуллерит новая форма углерода // Соросовский образоательный журнал. 1996. №2. с.51-56.

70. Бахтизин Р.З., Хашицуме Т. и др. Сканирующая туннельная микроскопия фуллеренов на поверхности металлов и полупроводников //УФН. 1997. Т.167. №3. с.289-307.

71. Cataldo F. The impact of a fullerene-like concept in carbon black science // Carbon. 2002. V.40. P. 157-162.

72. Mochida I., Egashira M., et al. Carbonization of C60 and C70 Fullerenes to Fullerene Soot // Carbon. 1995. P. 1186-1188.

73. Perez-Garrido A. Giant multilayer fullerene structures with symmetrically arranged defects // Phys. Rev. B. 2000. V.62. №11. P.6979-6981.

74. Cao В., Zhou L., et al. Preparation of high yield higher Fullerenes // Carbon 1998. V.36. №4. P.453-456.

75. Елецкий А.В. Новые направления в исследовании фуллеренов // УФН. 1994. Т. 164. №9. с. 1007-1009.

76. Елецкий А.В. Эндоэдральные структуры // УФН. 2000. Т.170. с.113-142.

77. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. 1991. V.354. (6348) P.56-64.

78. Косаковская З.Я., Чернозатонский Л. А., Федоров E.A. Нановолоконная углеродная структура // Письма в ЖЭТФ. 1992. Т.56. №1. С.26-30.

79. Dresselhaus М. S., Dresselhaus G., Saito R. Carbon fibers based on Ceo and their symmetry // Phys. Rev. В 1992.V.45. P.6234-6242.

80. Ando Y., Zhao X., Shimoyama H. Structure analysis of purified multiwalled carbon nanotubes // Carbon. 2001. V.39. P.569-574.

81. Konstantin B. Shelimov R. et al. Purification of single-wall carbon nanotubes by ultrasonically assisted filtration // Chem. Phys. Let. 1998. V.282. P.429-434.

82. Bethune D.S., Kiang C.H., de Vries D.S., Gorman G., Savoy R., Vasquez J., Beyers R. Cobalt-catalysed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layer walls. //Nature. 1993. V.363. P.605-611.

83. Iijima S., Ichihashi T. Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diametr. Nature. 1993. V.363. P. 603.

84. Boehm H.P. The first observation of carbon nanotubes // Letters to the Editor. 1997. P.581-584

85. Ando Y, Iijima S. Preparation of carbon nanotubes by arc-discharge evaporation. // Jpn. J. Appl. Phys. 1993. V.32L. P. 107-109.

86. Seraphin S., Zhou D., Jiao J. Extraordinary growth phenomena in carbon nanoclusters // Acta Microscopica. 1994. V.3 P.45-64.

87. Kiang C.H., Goddard III WA, Byers R, Salem JR, Bethune D.S. Catalytic synthesis of single-layer carbon nanotubes with a wide range of diameters. // J. Phys. Chem. 1994. V.98. P.6612-6620.

88. Kiang C.H., Dresselhaus M.S., Beyers R, Bethune D.S. Vapor-phase self-assembly of carbon nanomaterials. // Chem. Phys. Lett. 1996. V.259. P.41-48.

89. Kiang C.H., Goddard III W.A., Beyers R., Bethune D.S. Carbon nanotubes with single-layer walls. // Carbon. 1995. V.33(7). P.903-917.

90. Dai H. Nanotube Growth and Characterization // Carbon nanotubes, synthesis, structure, properties, and applications. Topics Appl. Phys. 2001. V.80. P.29-53.

91. Journet C., Maser W. K., Bernier P., Loiseau A., Delachapelle M. L., Lefrant S., Deniard P., Lee R., Fischer J. E. Large-scale production of single-walled carbon nanotubes by the electric-arc technique //Nature. 1997. V.388. P.756-758.

92. Liu J., Rinzler A. G., Dai H., Hafner J. H., Bradley R. K., Boul P. J., Lu A., Iverson T., Shelimov K., Human C. B., Rodriguez-Macias F., Shon Y.-S., Lee T. R., Colbert D. T., Smalley R. E. Fullerene Pipes // Science. 1998. V.280. P.1253-1256.

93. Kong J., Cassell A.M., Dai H. Chemical vapor deposition of methane for single-walled carbon nanotubes // Chem. Phys. Lett. 1998. V.292. P.567-574.

94. Kong J., Soh H., Cassell A., Quate C. F., Dai H. Synthesis of individual single-walled carbon nanotubes on patterned silicon wafers // Nature. 1998. V.395. P.878-879.

95. Hafner J., Bronikowski M., Azamian B., Nikolaev P., Colbert D., Smalley R. Catalytic growth of single-wall carbon nanotubes from metal particles // Chem. Phys. Lett. 1998. V.296. P. 195-202.

96. Su M., Zheng B., Liu J., A scalable CVD method for the synthesis of singlewalled carbon nanotubes with high catalyst productivity // Chem. Phys. Lett. 2000. V.322. P.321-326.

97. Захарова Г.С., Волков B.JL, Ивановская В.В. Ивановский A.JI. Нанотрубки и родственные наноструктуры оксидов металлов. Екатеринбург: УрО РАН. 2005. 245 с.

98. Dresselhaus M.S., Avouris P. Introduction to carbon materials research // Carbon nanotubes, synthesis, structure, properties, and applications. Topics Appl. Phys. 2001. V.80. P.l-9.

99. Odom T. W., Huang J.-L., Kim P., Lieber С. M. Atomic structure and electronic properties of single-walled carbon nanotubes // Nature. 1998. V.391. P.62 64.

100. Kim P., Odom T. W., Huang J.-L., Lieber С. M. Electronic Density of States of Atomically Resolved Single-Walled Carbon Nanotubes: Van Hove Singularities and End States // Phys. Rev. Lett. 1999. V.82. P. 1225-1228.

101. Kim P., Odom T. W., Huang J., Lieber C.M. STM study of single-walled carbon nanotubes // Carbon. 2000. V.38. P. 1741-1744.

102. Bernaerts D. et al., in Physics and Chemistry of Fullerenes and Derivatives. Proc. of the Intern. Winterschool on Electronic Properties of Novel Materials (Eds H Kuzmany et al.) (Singapore: World Scientific, 1995) P. 551

103. Maniwa Y., Fujiwara R., Kira H. Multiwalled carbon nanotubes grown in hydrogen atmosphere: An x-ray diffraction study // Phys.Rev.B. 2001. V.64. P.073105-1-073105-4.

104. Беленков E.A. Закономерности структурного упорядочения многослойных углеродных нанотрубок // Известия Челябинского Научного Центра. 2001. №1. С.25-30.

105. Liu М, Cowley JM. Encapsulation of lanthanum carbide in carbon nanotubes and carbon nanoparticles. // Carbon. 1995. V.33(2). P.225-232.

106. Seraphin S, Zhou D, Jian J, Withers JC, Routfy J. Yttrium carbide in nanotubes. //Nature 1993. V.362. P.503.

107. Cook J, Sloan A, Chu A, Heesom R, Green MLH, Hutchison JL, Kawasaki M. Identifying materials incorporated into carbon nanotubes by HREM and microanalysis. // JEOL News 1996. V.32E. 2-5.

108. Ugarte D., Chatelain A., de Heer W. A. Nanocapillarity and Chemistry in Carbon Nanotubes // Science. 1996. V.274. P. 1897 1899.

109. Forrol L, Schonenberger C. Physical properties of multi-wall nanotubes // Carbon nanotubes, synthesis, structure, properties, and applications. Topics Appl. Phys. 2001. V.80. P. 329-391.

110. Saito R., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M. S. Electronic structure of chiral graphene tubules // Appl. Phys. Lett. 1992. V.60. P.2204-2206.

111. Mintmire J.W, Dunlap B. I., White C. T. Are fullerene tubules metallic? // Phys.Rev. Lett. 1992. V.68. P.631-634.

112. 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. P.1878-1881.

113. Tans S. J., Devoret M. H., Dai H., Thess A., Smalley R. E., Geerligs L.J., Dekker C. Individual single-wall carbon nanotubes as quantum wires // Nature. 1997. V.386. P.474-477.

114. Bockrath M.,. Cobden D. H, McEuen P. L., N. Chopra G., Zettl A., Thess A., Smalley R. E. Single-Electron Transport in Ropes of Carbon Nanotubes // Science. 1997. V.275. P.1922-1924.

115. Langer L., Bayot V., Grivei E., Issi J. P., Heremans J. P., Oik C. H., Stockman L., Van Haesendonck C., Bruynseraede Y. Quantum Transport in a Multiwalled Carbon Nanotube // Phys. Rev. Lett. 1996. V.76. P.479-482.

116. Ebbesen T.W., Lezec H. J., Hiura H., Bennett J. W., Ghaemi H. F., Thio T. Electrical conductivity of individual carbon nanotubes // Nature. 1996. V.382. P.54-56.

117. Dai H., Wong E. W., Lieber C. M. Probing Electrical Transport in Nanomaterials: Conductivity of Individual Carbon Nanotubes // Science 1994. V.272. P.523-526.

118. Sinnott S.B., Shenderova O.A., et al. Mechanical properties of nanotubule fibers and composites determined from theoretical calculations and simulations // Carbon. 1998. У.36. №1-2. P.1-9.120. www.nanonewsnet.ru

119. Treacy M. M. J., Ebbesen T. W., Gibson, J. M. Exceptionally high Young's modulus observed for individual carbon nanotubes // Nature. 1996. V.381 P. 678-680.

120. Krishnan A., Dujardin E., Ebbesen T. W., Yanilos P. N., Treacy M. M. J. Young's modulus of single-walled nanotubes // Phys. Rev. В 1998. V.58. P.14013-14019.

121. Handbook of composites. Edited by Lubin G. New York. 1982. Vol.1. 447 P

122. Wong E.W., Sheehan P. E., Lieber С. M. Nanobeam Mechanics: Elasticity, Strength, and Toughness of Nanorods and Nanotubes // Science. 1997.V.277. P. 1971 1975.

123. Lu J.P. Elastic Properties of Carbon Nanotubes and Nanoropes // Phys. Rev. Lett. 1997. V.79. P.1297-1300.

124. Yakobson B.J., Bradec C.J., Bernholc J. Nanomechanics of Carbon Tubes: Instabilities beyond Linear Response // Phys. Rev. Lett. 1996. V.76. P.2511-2514.

125. Hernandes E., Goze C., Bernier P. Elastic properties of single-wall nanotubes //Appl. Phys.A. 1999. V.68. №24. P.287-292.

126. Федоров A.C., Сорокин П.Б. Оптимизация расчетов электронной структуры углеродных нанотрубок // ФТТ. 2004. Т.47. №11. С.2106-2111.

127. Yakobson B.I., Avouris P. Mechanical Properties of Carbon Nanotubes // Carbon nanotubes, synthesis, structure, properties, and applications. Topics Appl. Phys., 2001. V.80. P. 287-327.

128. Ding F. Theoretical study of the stability of defects in single-walled carbon nanotubes as a function of their distance from the nanotube end // Phys. Rev. B. 2005. N.12. P.245409 245409-7.

129. Chico L., Benedict L. X., Louie S.G., Cohen M.L. Quantum conductance of carbon nanotubes with defects // Phys. Rev. B. 1996. V.54. №6. P.2600-2606.

130. Sammalkorpi M., Krasheninnikov A., Kuronen A., Nordlund K., Kaski K. Mechanical properties of carbon nanotubes with vacancies and related defects //Phys. Rev. B. 2004. V.70. P.245416-1 -245416-8.

131. Xin H., Han Q., Yao X. Buckling and axially compressive properties of perfect and defective single-walled carbon nanotubes // Carbon. 2007. V.45. P.2486-2495.

132. Xiao S., Hou W. Fracture of vacancy-defected carbon nanotubes and their embedded nanocomposites // Phys. Rev. B. 2006. V.73. P. 115406 -1154067.

133. Liu M, Cowley J M. Structures of the helical carbon nanotubes // Carbon 1994. V.32. P.393-403.

134. Liu M, Cowley J M. Structures of carbon nanotubes studied by HRTEM and nanodiffraction //Ultramicroscopy. 1994. V.53. P.333-342.

135. Gayathri V., Geetha R. Carbon nanotube as NEMS sensor effect of chirality and stone-wales defect intend // Journal of Physics: Conference Series 34. 2006. P.824-828.

136. Ren Y., Xiao T. Liao K. Time-dependent fracture behavior of single-walled carbon nanotubes with and without Stone-Wales defects // Phys. Rev. B. 2006. V.74. P.045410-1 045410-7.

137. J. Stone and D. J. Wales, Theoretical studies of icosahedral C60 and some related species // Chem. Phys. Lett. 1986. V.128. P. 501-503.

138. Chico L., Crespi V. H., Benedict L. X., Louie S. G., Cohen M. L. Pure Carbon Nanoscale Devices: Nanotube Heterojunctions // Phys. Rev. Lett. 1996. V.76.P.971-974.

139. Setton R, Setton N. Carbon nanotudes: III. Toroidal structures and limits of a model for the construction of helical and s-shaped nanotubes // Carbon 1997. Vol. 35. № 4. P. 497-505.

140. Dunlap B.I. Relating carbon tubules // Phys. Rev. B. 1994. V.49. P.5643-5650.

141. Fonseca A., Hernadi K., et al. Model structure of perfectly graphytizable coiled cardon nanotubes // Carbon. 1995. V.33. №12. P.1759-1775.

142. Dunlap B.I. Constraints on small graphitic helices // Phys. Rev. B. 1994. V.50. №11. P.8134-8137.

143. Meunier V., Henrard L., et al. Energetics of bent carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 1998. V.57. № 4. P.2586-2591.

144. Dunlap B.I. Connecting carbon tubules // Phys. Rev. B. 1992. V.46. №3. P.1933-1936.

145. Грехов И.В., Месяц Г.А. Полупроводниковые наносекундные диоды для размыкания больших токов // УФН. 2005. Т.175. №7. с.735-744.

146. Chico L. , Jaskolski W. Localized states and conductance gaps in metallic carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 2004. V.69. P.085406-1 085406-5.

147. Chico L., Lopez Sancho M. P., Munoz M. C. Carbon-Nanotube-Based Quantum Dot//Phys. Rev. Let. 1998. V.81. № 6. P.1278-1281.

148. Meunier V, Lambin Ph. Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of topological defects in carbon nanotubes // Carbon. 2000. V.38. P.1729-1733.

149. Tsai S.H.,. Shiu C.T, et al. The welding of carbon nanotubes // Carbon. 2000. V.38. P.1899-1902.

150. Luzzi D.E., Smith B. W. Carbon cage structures in single wall carbon nanotubes: a new class of materials // Carbon. 2000. V.38. P. 1751-1756

151. Hirahara K., Suenaga K.5 Bandow S., Kato H.5 Okazaki Т., Shinohara H., Iijima S. One-dimensional metallofullerene crystal generated inside singlewalled carbon nanotubes // Phys. Rev. В Let. 2000. Vol.85. №25. P.5384-5387.

152. Komatsu K., Fujiwara K., Tanaka T., Murata Y. The fullerene dimerand related carbon allotropes // Carbon. 2000. V.38. P. 1529-1534.

153. Peng L.-M., Zhang Z.L., Xue Z.Q., Wu Q.D., Gu Z.N., Pettifor D.G. Stability of Carbon Nanotubes: How Small Can They Be? // Phys. Rev. B Let. 2000. Vol.85. №15. P.3249-3252.

154. Nasibulin A. G., Pikhitsa P. V., Jiang H. et al. A novel hybrid carbon material //Nature Nanotechnology. 2007. V.2. P.156-161.

155. HyperChem, computational chemistry. User guide, theory and methods. Canada: Hypercube Inc. 1996. 366p.

156. Berkert U., Allinger N.L. Molecular Mechanics // American chemical society monograph. 1982. V.177. P. 1-327.

157. Foresman J.B., Frisch A. Exploring chemistry with electronic structure methods. Pittsburgh: Gaussian Inc. 1996. 179 p.

158. Deuflhard P., et al. Computational molecular dynamics. Challenges, methods, ideas Berlin: Springer. 1999. 504 p.

159. Hinchliffe A. Modelling molecular structures. Manchester: Wiley. 2000. 177p.

160. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

161. Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикациирезультатов диссертации:

162. А1. Беленков Е.А. Зинатулина Ю.А. Топологические дефекты графеновых слоев // Вестник ЧелГУ. Физика. №3. 2008. с. 32-38.

163. А2. Беленков Е.А., Зинатулина Ю.А., Закономерности формирования соединений углеродных нанотрубок, на основе дефекта 5-7 // Вестник ЮУрГУ. Физика. №22. 2008. с. 23-29.

164. АЗ. Зинатулина Ю.А., Беленков Е.А. Структура соединений углеродных нанотрубок на основе дефекта 4-8 // Вестник ЧелГу, Физика. №4. 2009. с. 37-42.

165. Другие статьи и тезисы докладов по материалам диссертации

166. А4. Зинатулина Ю.А., Беленков Е.А. Топологические дефекты в слоевых фазах и каркасных наноструктурах // Сборник тезисов докладов: XXXII Международная зимняя школа физиков-теоретиков. Екатеринбург, 2008, с. 66.

167. А5. Беленков Е.А., Пасюкова Ю.А. Классификация р-п переходов в углеродных нанотрубках с изменяющейся хиральностью // Сборник тезисов докладов: XXXI Международная зимняя школа физиков-теоретиков. Екатеринбург, 2006, с. 60.

168. А7. Пасюкова Ю.А., Беленков Е.А. Структура локтевых сгибов углеродных нанотрубок // Тезисы докладов VI международной научной конференции "Химия твёрдого тела и современные микро и нанотехнологии". Кисловодск, 2006, с. 90.

169. А8. Пасюкова Ю.А. Влияние дефектов 5-7 на структуру графенового слоя // Сборник тезисов: VI Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике, физике и химии. Уфа, 2006, с. 96.

170. А9. Пасюкова ЮА., Беленков Е.А. Структуры «локтевых» сгибов углеродных нанотрубок // Тезисы докладов V Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология». Москва, 2006, с. 170

171. АЮ.Зинатулина Ю.А. Моделирование структуры графеновых слоев, содержащих топологические дефекты // Сборник тезисов: ВНКСФ-13. Ростов-на-Дону Таганрог, 2007, с. 97

172. А12.Беленков Е.А., Зинатулина Ю.А., Усова М.В. Структура соединений однослойных углеродных нанотрубок // Тезисы докладов VII Международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». Кисловодск, 2007, с. 151-152.

173. Al З.Усова М.В., Зинатулина Ю.А. Структура соединений углеродных нанотрубок // Сборник тезисов: VII Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике. Уфа, 2007, с. 31.

174. А14.Зинатулина Ю.А. Моделирование дефектов в графеновых слоях // Сборник тезисов: VII Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике. Уфа, 2007, с. 32.