Структура экзоэдральных комплексов углеродной нанотрубки с атомами серы

Abstract

В связи с проблемой функционализации углеродных нанотрубок рассматриваются закономерности структурообразования экзоэдральных адсорбционных комплексов Sn-(7,7) в их основном состоянии при последовательном увеличении концентрации атомов серы. В рамках теории функционала электронной плотности и с использованием периодических граничных условий изучается фрагмент УНТ, содержащий 112 атомов углерода и n=4÷9 атомов S. Показано, что энергетически наиболее выгодные конфигурации атомов серы при n=4÷6 могут рассматриваться как конфигурации свободных кластеров серы Sn, слегка деформированные полем трубки. Начиная с n=6 обнаруживается тенденция к образованию ленточных структур шириной в 2 атома серы, стремящихся при увеличении n ориентироваться поперек оси трубки. Во всех рас-смотренных случаях атомы серы находятся на расстояниях от поверхности трубки порядка 0,28 нм и более, что исключает возможность образования прочных (ковалентных) химических связей с углеродным каркасом