nguphysСибирский физический журналSIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS2541-9447Новосибирский государственный университет10.25205/2541-9447-2018-13-3-96-100nguphys-55Research ArticleКОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ - 90 ЛЕТ ИССЛЕДОВАНИЙАТОМНАЯ СТРУКТУРА ПОКРЫТИЙ ЛИНЕЙНО-ЦЕПОЧЕЧНОГО УГЛЕРОДА НА МЕДНОЙ ПОДЛОЖКЕ: МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯATOMIC STRUCTURE OF LINEAR-CHAINED CARBON COATINGS ON COPPER SUBSTRATE: SIMULATION AND INVESTIGATION BY RAMAN SCATTERINGБунтовЕ. А.BuntovE. A.e.a.buntov@urfu.ruЗацепинА. Ф.ZatsepinA. F.noemail@neicon.ruБокизодаД. А.BoqizodaD. A.noemail@neicon.ruГусеваМ. Б.GusevaM. B.noemail@neicon.ruКасьяноваА. В.KasianovaA. V.noemail@neicon.ruТимошенкоИ. В.TimoshenkoI. V.noemail@neicon.ruУральский федеральный университетРоссияUral Federal UniversityRussian FederationУральский федеральный университет; Институт физики металлов УрО РАНРоссияUral Federal University; M. N. Mikheev Institute of Metal Physics UB RASRussian Federation20182610202013396100Copyright © Бунтов Е.А., Зацепин А.Ф., Бокизода Д.А., Гусева М.Б., Касьянова А.В., Тимошенко И.В., 20202020Бунтов Е.А., Зацепин А.Ф., Бокизода Д.А., Гусева М.Б., Касьянова А.В., Тимошенко И.В.Buntov E.A., Zatsepin A.F., Boqizoda D.A., Guseva M.B., Kasianova A.V., Timoshenko I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nguphys.elpub.ru/jour/article/view/55

В течение последних десятилетий наблюдается большой интерес к новым аллотропным модификациям углерода. Одна из таких модификаций состоит из цепочек атомов С c sp1-гибридизацией, упорядоченных в гексагональной матрице с расстоянием между цепями около 5 ангстрем - линейно-цепочечным углеродом. Технологической проблемой синтеза такого материала является отсутствие экспресс-методик аттестации, подтверждающих его структуру вдоль цепей. В данной работе предлагается улучшенная структурная модель цепочечного углерода с учетом влияния медной подложки и легирующих примесей. Сравнение экспериментальных спектров комбинационного рассеяния с расчетными позволяет выделить вклад продольных и поперечных колебательных мод. Результаты расчетов объясняют низкочастотные пики, наблюдаемые в экспериментальных спектрах комбинационного рассеяния, благодаря усиленному подложкой взаимодействию углеродных цепей.

During the past decades, one-dimensional carbon allotropes were attracting much interest. One of such modifications consists of the sp1 chains, ordered in a hexagonal array with nearly 5 angstroms interchain spacing - linear-chained carbon. The technological problem of LCC synthesis is the lack of characterization technique confirming its structure along chains. In this work, we try to improve the simple structural model of chained carbon by adding copper substrate and dopants. We compare the experimental Raman spectra with ones modelled by DFT. The calculation results explain the low-frequency features seen in experimental Raman spectra by the substrate-enhanced interaction of carbon chains.

карбинкомбинационное рассеяниеатомная структуралинейно-цепочечный углеродcarbyneRamanab initio calculationsatomic structureReferencesBakry R., Vallant R. M., Najam-ul-Haq M., Rainer M., Szabo Z., Huck C. W., Bonn G. K. Medicinal applications of fullerenes // Int. J. Nanomedicine. 2007. Vol. 2. P. 639-649.Bakry R., Vallant R. M., Najam-ul-Haq M., Rainer M., Szabo Z., Huck C. W., Bonn G. K. Medicinal applications of fullerenes // Int. J. Nanomedicine. 2007. Vol. 2. P. 639-649.Yao N., Lordi V. Young’s modulus of single-walled carbon nanotubes // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 84. P. 1939-1943.Yao N., Lordi V. Young’s modulus of single-walled carbon nanotubes // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 84. P. 1939-1943.Liu M., Artyukhov V. I., Lee H., Xu F., Yakobson B. I. Carbyne from first principles: chain of C atoms, a nanorod or a nanorope // ACS Nano. 2013. Vol. 7. P. 10075-10082.Liu M., Artyukhov V. I., Lee H., Xu F., Yakobson B. I. Carbyne from first principles: chain of C atoms, a nanorod or a nanorope // ACS Nano. 2013. Vol. 7. P. 10075-10082.Castelli I. E., Salvestrini P., Manini N. Mechanical properties of carbynes investigated by ab initio total-energy calculations. // Phys. Rev. B. 2012. Vol. 85. P. 214110.Castelli I. E., Salvestrini P., Manini N. Mechanical properties of carbynes investigated by ab initio total-energy calculations. // Phys. Rev. B. 2012. Vol. 85. P. 214110.Babaev V. G., Cuseva M. B. Ion-assisted condensation of carbon // Carbyne and Carbynoid Structures / Eds. R. B. Heimann, S. E. Evsyukov, L. Kavan. Dordrecht; Boston; London: Kluwer Academic Publishers, 1999. 159 p.Babaev V. G., Cuseva M. B. Ion-assisted condensation of carbon // Carbyne and Carbynoid Structures / Eds. R. B. Heimann, S. E. Evsyukov, L. Kavan. Dordrecht; Boston; London: Kluwer Academic Publishers, 1999. 159 p.Ferrari A. C., Robertson J. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructured, diamond-like carbon, and nanodiamond // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 2004 Vol. 362. P. 2477.Ferrari A. C., Robertson J. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructured, diamond-like carbon, and nanodiamond // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 2004 Vol. 362. P. 2477.Buntov E. A., Zatsepin A. F., Guseva M. B., Ponosov Yu. S. 2D-ordered Kinked Carbyne Chains: DFT modeling and Raman characterization // Carbon. 2017. Vol. 117. P. 271.Buntov E. A., Zatsepin A. F., Guseva M. B., Ponosov Yu. S. 2D-ordered Kinked Carbyne Chains: DFT modeling and Raman characterization // Carbon. 2017. Vol. 117. P. 271.Hartwigsen C., Goedecker S., Hutter J. Relativistic separable dual-space Gaussian pseudopotentials from H to Rn // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58. P. 3641-3662.Hartwigsen C., Goedecker S., Hutter J. Relativistic separable dual-space Gaussian pseudopotentials from H to Rn // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58. P. 3641-3662.Gonze X., Amadon B., Anglade P. M. et al. ABINIT: First-principles approach to material and nanosystem properties // Comp. Phys. Communications. 2009. Vol. 180 P. 2582-2615.Gonze X., Amadon B., Anglade P. M. et al. ABINIT: First-principles approach to material and nanosystem properties // Comp. Phys. Communications. 2009. Vol. 180 P. 2582-2615.Lee K., Murray E. D., Kong L. et al. Higher-accuracy van der Waals density functional // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82. P. 081101.Lee K., Murray E. D., Kong L. et al. Higher-accuracy van der Waals density functional // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82. P. 081101.Monkhorst H. J., Pack J. D. Special points for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. 1976 Vol. 13. P. 5188-5192.Monkhorst H. J., Pack J. D. Special points for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. 1976 Vol. 13. P. 5188-5192.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.