АТОМНАЯ СТРУКТУРА ПОКРЫТИЙ ЛИНЕЙНО-ЦЕПОЧЕЧНОГО УГЛЕРОДА НА МЕДНОЙ ПОДЛОЖКЕ: МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ

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.

карбин, комбинационное рассеяние, атомная структура, линейно-цепочечный углерод

1. 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.

2. Yao N., Lordi V. Young’s modulus of single-walled carbon nanotubes // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 84. P. 1939-1943.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Lee K., Murray E. D., Kong L. et al. Higher-accuracy van der Waals density functional // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82. P. 081101.

11. Monkhorst H. J., Pack J. D. Special points for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. 1976 Vol. 13. P. 5188-5192.