Влияние Дегидрирования Графана На Его Механические И Электронные Свойства

Abstract

The effect of the desorption of hydrogen on the mechanical characteristics and electronic structure of the armchair conformation of graphane is studied in the context of the nonorthogonal tight-binding model. It is shown that the mechanical stiffness and the Poisson ratio nonmonotonically depend on the hydrogen content and take minimum values at a hydrogen vacancy content of ~50% and ~30%, respectively. As hydrogen is desorbed, the characteristic peaks of the phonon density of states are rapidly reduced. In the initial stage of desorption, local energy levels are formed in the band gap. As the number of hydrogen vacancies is increased, these levels form an impurity band, in which the Fermi level is located.

Десорбция Водорода Из Пентаграфана

“…По мере дальнейшей десорбции число таких уровней увеличивается, и они формируют примесную зону, в которой находится уровень Ферми. Аналогичная картина имеет место при дегидрировании графана [20] и алмазоподобных углеродных нано ниток [18]. С ростом числа водородных вакансий ширина примесной зоны увеличивается, а плотность состояний на уровне Ферми остается отличной от нуля (рис.…”

“…В общем случае для данной конфигурации водородных вакансий величины E x и E y отличаются друг от друга, причем иногда весьма значительно. Мы не вычисляли средние по конфигурациям вакансий значения E x и E y по отдельности, а для каждой концентрации вакансий находили модуль Юнга E как среднее не только по различным конфигурациям вакансий, но и по двум направлениям (x и y), подобно тому как мы делали это ранее для графана [20]. Мы обнаружили, что десорбция 10 и 20% водорода приводит к уменьшению модуля Юнга до E = (213 ± 1) и (209 ± 1) ГПа • нм соответственно.…”

“…После полной десорбции водорода величина E становится равной своему значению 252 ГПа • нм в пентаграфене [11]. Таким образом, зависимость модуля Юнга пентаграфана от содержания водорода оказывается немонотонной, как и в графане [20].…”