Одиночные и консолидированные низкоразмерные гетероструктуры: физические свойства и применения в наноустройствах : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель С. А. Вырко

Abstract

Объекты исследования — наноленты, бислои и кристаллы нанорулонов на основе графена и других новых двумерных материалов. Цели работы — исследовать электронные, оптические, магнитные и механические свойства нанолент, бислоев и кристаллов нанорулонов, на основе графена и других новых двумерных материалов, а также исследовать возможные схемы их объединения для использования в наноэлектромеханических системах (НЭМС) и наносенсорах. Методы исследования — численные расчеты и компьютерное моделирование, аналитические методы физики. В работе использовался аппарат квантовой механики и статистической термодинамики. В результате выполнения НИР предложена ячейка памяти, состоящая из упорядоченных на плоскости углеродных нанорулонов, и получены значения электрического напряжения ее переключения. Предложен алгоритм задания декартовых координат атомов двухслойного нанорулона, в котором в качестве параметров использованы длина и ширина нанополосок, расстояние между соседними слоями, внутренний радиус нанорулона и расстояние между соседними атомами в плоских нанополосках, используя аналитические соотношения. Разработаны методы получения структуры колпачка к заданной однослойной углеродной нанотрубке. Построена топологическая структура колпачка, т. е. граф его вершин и ребер. Для построения графа колпачка предложен метод измельчения разбиения поверхности на многоугольники. Проведены расчеты прогиба мембраны из бислоев графена или нитрида бора в наноустройстве для оценки энергии межатомного взаимодействия. Проведены квантовохимические расчеты электрической напряженности и дипольных электрических моментов в углеродных нанолентах типа zig-zag с адсорбированными по краям атомами примесей (водород и фтор). Предложена стратегия многомасштабного атомистического моделирования, позволяющая выявить механизм преимущественного формирования фуллерена C 60 в углеродной плазме по сравнению с другими фуллеренами.