Двухслойный графен - Стоун-Уэльсовский графен: структура, устойчивость и межслоевая теплопроводность
А. И. Подливаев
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", 115409 Москва, Россия
Abstract
В рамках неортогональной модели сильной связи исследована межслоевая
теплопроводность двух несимметричных двухслойных углеродных структур. Один слой
первой структуры (эта структура впервые предложена в данной работе) состоит из
графена, второй слой - из Стоун-Уэльсовского графена (недавно предложенного
аллотропа углерода). Вторая несимметричная структура является двухслойным
графеном, один слой которого состоит из изотопа углерода 12C, второй - из более
редкого изотопа 13C. Показано, что при криогенных температурах межслоевая
теплопроводность несимметричных структур более чем на порядок величины ниже, чем
у их симметричных аналогов - двухслойного графена и двухслойного Стоун-Уэльсовского
графена с одинаковым изотопным составом. Высокая межслоевая
теплопроводность симметричных структур по сравнению с несимметричными
обусловлена резонансным взаимодействием фононных подсистем отдельных слоев
(фононные спектры отдельных слоев в симметричных структурах совпадают, а в
несимметричных - различаются). Показано, что в ненапряженной структуре графен -
Стоун-Уэльсовский графен графеновый слой является плоским, а слой Стоун-Уэльсовского
графена - гофрированным. При двухосном растяжении этой структуры на
5
определены энергия межслоевого притяжения, межслоевое расстояние, энергия
активации параллельного сдвига слоев и модуль упругости при вертикальном сжатии.