Первопринципное исследование L4-, L3-6- и L3-4-6-алмазоподобных трубчатых наноструктур

В данной работе проведено ab initio исследование трубчатых наноструктур, формируемых в результате сворачивания одноатомных алмазоподобных слоев L4, L3-6 и L3-4-6. Расчеты структуры методом теории функционала плотности показали, что могут существовать только полипризматические трубки на основе слоя L4, обозначаемые (n, 0)L4 и характеризующиеся точечной группой симметрии n/mmm. Остальные трубчатые наноструктуры являются неустойчивыми даже при температуре, близкой к 0 К, и преобразуются в аморфные или гибридные наноструктуры, а также в углеродные нанотрубки. Диаметры исследованных трубок (n, 0)L4 находятся в интервале от 0.1997 до 0.4667 нм, параметр трансляции изменяется от 0.1622 до 0.1634 нм. В результате молекулярно-динамического моделирования установлено, что изолированная трубка (5, 0)L4, обладающая минимальной полной энергией, может быть стабильной, как минимум, до 150 К. В случае синтеза жгутов наиболее устойчивых L4-алмазоподобных трубок они могут быть однозначно идентифицированы с помощью расчетных рентгеновского абсорбционного спектра, спектра комбинационного рассеяния и порошковой рентгенограммы.