Будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів C95N графеноподібної структури
The ideal multi-layered graphene, consisting of sp2-hybridized carbon atoms, has a sufficiently high chemical inertness with zero band gap. To change its physical and chemical properties, i.e. to increase reactivity and (or) to obtain a predetermined band gap, typically one has to transfer to carbon...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/375 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543874944598016 |
|---|---|
| author | Karpenko, O. S. Lobanov, V. V. Kartel, M. T. |
| author_facet | Karpenko, O. S. Lobanov, V. V. Kartel, M. T. |
| author_sort | Karpenko, O. S. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:15:46Z |
| description | The ideal multi-layered graphene, consisting of sp2-hybridized carbon atoms, has a sufficiently high chemical inertness with zero band gap. To change its physical and chemical properties, i.e. to increase reactivity and (or) to obtain a predetermined band gap, typically one has to transfer to carbon nanoclusters (CNC) with finite-size graphene structure; to create an ordered mono- or polyatomic vacancy system; to form so-called rippers; to produce substitution of one or more carbon atoms with electron donor or electron acceptor ones. You can combine several or all of these approaches.It has been shown that the hexagon-shaped CNC C96 allows us to convey all the properties of objects of this kind. It has just been chosen as the base in the study on the properties of nitrogen doped CNC (CNC-N).The equilibrium spatial structure, the electronic structure and the density distribution of single-electron energy levels of hexagon-shaped carbon nanoclusters С 95N of grapheme-like structure have been calculated by means of density functional theory method (B3LYP, basis set 6-31 G**). It has been found as follows:– the electronic ground states of odd electron isomers CNC-N C95N, in some cases, depending on the position of the nitrogen atom, is not a doublet;– the most stable C95N clusters are those where the nitrogen atom occupies the pyridinic position in zigzag edges;– equilibrium configurations of considered CNC-N C95N have characteristic features inherent in those of the original cluster C96;– the value of the chemical shift of core level N1s is the lowest for the pyridinic position of nitrogen atom and increases with distance of substituting nitrogen atom from the zigzag edge that corresponds to the experimentally found regularities of its connection with the effective charge on the nitrogen atom. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:35Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-375 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:36Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3752022-06-29T10:15:46Z Structure and properties of hexagonal carbon nanoclusters C95N of graphene-like structure Cтроение и свойства гексагональных углеродных нанокластеров C95N графеноподобной структуры Будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів C95N графеноподібної структури Karpenko, O. S. Lobanov, V. V. Kartel, M. T. density functional theory carbon nanoclusters hexagon-shaped carbon nanoclusters nanoclusters С95N chemical shift теорія функціонала густини вуглецеві нанокластери нанокластери гексагональної форми азотовмісні нанокластери графеноподібна структура хімічні зсуви теория функционала плотности углеродные нанокластеры нанокластеры гексагональной формы азотсодержащие нанокластеры графеноподобная структура химические сдвиги The ideal multi-layered graphene, consisting of sp2-hybridized carbon atoms, has a sufficiently high chemical inertness with zero band gap. To change its physical and chemical properties, i.e. to increase reactivity and (or) to obtain a predetermined band gap, typically one has to transfer to carbon nanoclusters (CNC) with finite-size graphene structure; to create an ordered mono- or polyatomic vacancy system; to form so-called rippers; to produce substitution of one or more carbon atoms with electron donor or electron acceptor ones. You can combine several or all of these approaches.It has been shown that the hexagon-shaped CNC C96 allows us to convey all the properties of objects of this kind. It has just been chosen as the base in the study on the properties of nitrogen doped CNC (CNC-N).The equilibrium spatial structure, the electronic structure and the density distribution of single-electron energy levels of hexagon-shaped carbon nanoclusters С 95N of grapheme-like structure have been calculated by means of density functional theory method (B3LYP, basis set 6-31 G**). It has been found as follows:– the electronic ground states of odd electron isomers CNC-N C95N, in some cases, depending on the position of the nitrogen atom, is not a doublet;– the most stable C95N clusters are those where the nitrogen atom occupies the pyridinic position in zigzag edges;– equilibrium configurations of considered CNC-N C95N have characteristic features inherent in those of the original cluster C96;– the value of the chemical shift of core level N1s is the lowest for the pyridinic position of nitrogen atom and increases with distance of substituting nitrogen atom from the zigzag edge that corresponds to the experimentally found regularities of its connection with the effective charge on the nitrogen atom. Методом теории функционала плотности (B3LYP, 6-31 G**) выполнены расчеты равновесного пространственного строения, электронной структуры и плотности распределения одноэлектронных уровней энергии углеродных азотсодержащих нанокластеров состава С95N гексагональной формы. Показано, что сдвиг максимума линии N1s относительно его положения в метиламине в исследованных кластерах положителен. Величина химического сдвига тем больше, чем выше абсолютное значение отрицательного заряда на замещающем атоме азота, который, в свою очередь, увеличивается при его перемещении от периферии кластера к центральному гексагону. Методом теорії функціоналу густини (B3LYP, 6-31 G**) розрахована рівноважна просторова будова, електронна структура і густина розподілу одноелектронних рівнів енергії вуглецевих азотовмісних нанокластерів С95N гексагональної форми. Показано, що зсув максимуму лінії N1s щодо її положення в метиламіні в досліджених нанокластерах позитивний. Величина хімічного зсуву тим більша, чим вище абсолютне значення від'ємного заряду на атомі азоту, який, у свою чергу, збільшується при його переміщенні від периферії кластера до центрального гексагона. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2016-05-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/375 10.15407/hftp07.02.157 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 7 No. 2 (2016): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 157-166 Химия, физика и технология поверхности; Том 7 № 2 (2016): Химия, физика и технология поверхности; 157-166 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 7 № 2 (2016): Хімія, фізика та технологія поверхні; 157-166 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp07.02 ru https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/375/372 Copyright (c) 2016 O. S. Karpenko, V. V. Lobanov, M. T. Kartel |
| spellingShingle | теорія функціонала густини вуглецеві нанокластери нанокластери гексагональної форми азотовмісні нанокластери графеноподібна структура хімічні зсуви Karpenko, O. S. Lobanov, V. V. Kartel, M. T. Будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів C95N графеноподібної структури |
| title | Будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів C95N графеноподібної структури |
| title_alt | Structure and properties of hexagonal carbon nanoclusters C95N of graphene-like structure Cтроение и свойства гексагональных углеродных нанокластеров C95N графеноподобной структуры |
| title_full | Будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів C95N графеноподібної структури |
| title_fullStr | Будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів C95N графеноподібної структури |
| title_full_unstemmed | Будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів C95N графеноподібної структури |
| title_short | Будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів C95N графеноподібної структури |
| title_sort | будова і властивості гексагональних вуглецевих нанокластерів c95n графеноподібної структури |
| topic | теорія функціонала густини вуглецеві нанокластери нанокластери гексагональної форми азотовмісні нанокластери графеноподібна структура хімічні зсуви |
| topic_facet | density functional theory carbon nanoclusters hexagon-shaped carbon nanoclusters nanoclusters С95N chemical shift теорія функціонала густини вуглецеві нанокластери нанокластери гексагональної форми азотовмісні нанокластери графеноподібна структура хімічні зсуви теория функционала плотности углеродные нанокластеры нанокластеры гексагональной формы азотсодержащие нанокластеры графеноподобная структура химические сдвиги |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/375 |
| work_keys_str_mv | AT karpenkoos structureandpropertiesofhexagonalcarbonnanoclustersc95nofgraphenelikestructure AT lobanovvv structureandpropertiesofhexagonalcarbonnanoclustersc95nofgraphenelikestructure AT kartelmt structureandpropertiesofhexagonalcarbonnanoclustersc95nofgraphenelikestructure AT karpenkoos ctroenieisvojstvageksagonalʹnyhuglerodnyhnanoklasterovc95ngrafenopodobnojstruktury AT lobanovvv ctroenieisvojstvageksagonalʹnyhuglerodnyhnanoklasterovc95ngrafenopodobnojstruktury AT kartelmt ctroenieisvojstvageksagonalʹnyhuglerodnyhnanoklasterovc95ngrafenopodobnojstruktury AT karpenkoos budovaívlastivostígeksagonalʹnihvuglecevihnanoklasterívc95ngrafenopodíbnoístrukturi AT lobanovvv budovaívlastivostígeksagonalʹnihvuglecevihnanoklasterívc95ngrafenopodíbnoístrukturi AT kartelmt budovaívlastivostígeksagonalʹnihvuglecevihnanoklasterívc95ngrafenopodíbnoístrukturi |