Методами квантовой химии изучено электронное строение интеркалированных медью углеродных нанотрубок. Для расчета полных и парциальных плотностей электронных состояний нанотрубок использован метод линейных присоединенных цилиндрических волн. Рассчитаны нанотрубки (5,5) типа “кресло” с одним, двумя, тремя и четырьмя атомами меди в расчете на элементарную ячейку. Установлено, что внедрение металла сопровождается резким возрастанием плотности состояний на уровне Ферми нанопровода, которая определяет концентрацию свободных электронов, участвующих в переносе заряда в нанотрубке. В электронном транспорте в интеркалированных проводах практически в равной степени участвуют как 3d-электроны металла, так и углеродная оболочка.
Том: 58Номер: 7 Год: 2013 Страницы: 904. DOI: 10.7868/S0044457X13070040

Методами квантовой химии изучается влияние краевых эффектов и дефекта Стоуна-Велса на механические свойства углеродных нанотрубок. Установлено, что изучаемые характеристики нанотрубок слабо зависят от диаметра, а среднее значение модуля Юнга составляет около 1,2 ТПа, модуля сдвига – около 0,45 ТПа. Заметных трендов в поведении E и G как функций длины L нанотрубки не обнаружено, начиная с L ~ 2 нм. Удлинение при разрыве существенно зависит от индексов хиральности нанотрубки: зигзаговидные разрушаются при удлинении в 19%, а кресловидные – при более чем 42%. Предел прочности превышает 100 ГПа. Появление изолированных дефектов Стоуна-Велса увеличивает модуль сдвига и уменьшает модуль Юнга. By using of quantum chemistry methods we investigate an influence of edge effects and single Stone–Wales defect on mechanical properties of single walled carbon nanotube. The computed values are almost independent of diameter of the nanotube. The mean value of Young’s modulus is about 1.2 Tpa. Shear modulus is about 0,45 TPa. Appreciable trends are not found in Young and shear modulus functions curves starting from length more then 2 nm. Elongation at break depends appreciably on chirality of carbon nanotube: zigzag carbon nanotube has 19% elongation and armchair carbon nanotube has more then 42%. Carbon nanotube has value of ultimate stress limit more then 100 GPa. When the single Stone–Wales defect appears in nanotube it leads to the increase of shear modulus and decrease of Young’s modulus.

Приводятся результаты неэмпирических расчетов по теории функционала электронной плотности углеродных нанотрубок, содержащих атомы лития, натрия, магния, алюминия, кремния и хлора. Путем оптимизации геометрии в базисе 6-31G определены устойчивые положения внедренных атомов, их влияние на ширину энергетической щели между занятыми и свободными орбиталями и распределение электронной плотности в системе. The paper presents the results of ab initio modeling of carbon nanotubes "armchair" (7,7) and (8,8) containing atoms of lithium, sodium, magnesium, aluminum, silicon and chlorine with the density functional theory using the code Firefly. We have made calculations of the stable positions of interstitial atoms, their influence on the energy gap between the occupied and unoccupied orbitals and electron density distribution in the systems.