Süper yoğun karbon allotropları - Superdense carbon allotropes

Süper yoğun karbon allotropları önerilen konfigürasyonlardır karbon atomları daha yüksek yoğunluğa sahip stabil bir malzeme ile sonuçlanır. elmas.

Elmastan daha yoğun birkaç varsayımsal karbon allotropu bilinmektedir. Tüm bu allotroplar iki gruba ayrılabilir: ilki, ortam koşullarında varsayımsal olarak kararlıdır; ikincisi, yalnızca yüksek basınçta yarı kararlı hale gelen yüksek basınçlı karbon allotroplarıdır. SACADA'ya göre[1]veritabanı, birinci grup hP3 adı verilen yapıları içerir,[2] tI12,[2] st12,[3] r8,[4] I41 / a,[4] P41212,[4] m32,[5] m32 *,[5] t32,[5] t32 *,[5] H-karbon[6] ve uni.[7] Bunlar arasında st12 karbon 1987 yılına kadar R. Biswas ve ark.[3]

MP8,[8] OP8,[8] SC4,[9] BC-8[10] ve (9,0)[11] karbon allotropları ikinci gruba aittir - hipotetik olarak yüksek basınçta yarı kararlıdırlar. BC-8 karbon sadece süper yoğun bir allotrop değil, aynı zamanda en eski varsayımsal karbon yapılarından biridir - ilk olarak 1984 yılında R. Biswas ve ark.[10] J. Sun ve diğerleri çalışmasında önerilen MP8 yapısı,[8] elmastan neredeyse iki kat daha yoğun - yoğunluğu 7,06 g / cm'ye kadar çıkıyor3 ve şimdiye kadar bildirilen en yüksek değerdir.

Bant boşlukları

Tüm varsayımsal aşırı yoğun karbon allotropları birbirine benzemez bant boşlukları diğerlerine kıyasla. Örneğin, SC4[9] st12, m32, m32 *, t32, t32 * 5.0 eV'den daha büyük bant boşluklarına sahipken, metalik bir allotrop olduğu varsayılır.[5][3]

Karbon tetrahedra

Bu yeni malzemeler, karbon tetrahedraya dayalı yapılara sahip olacak ve bu tür yapıların en yoğununu temsil edecek. Yoğunluk spektrumunun diğer ucunda, yakın zamanda teorik olarak adlandırılan dört yüzlü bir yapı vardır. T-karbon. Bu, elmastaki karbon atomlarının karbon tetrahedra ile değiştirilmesiyle elde edilir. Süper yoğun allotropların aksine, T-karbon çok düşük yoğunluğa ve sertliğe sahip olacaktır.[12][13]

Referanslar

  1. ^ Hoffmann, R.; Kabanov, A .; Golov, A .; Proserpio, D. (2016). "Homo Citans ve Karbon Allotropları: Bir Alıntı Yapma Etiği İçin". Angewandte Chemie. 55 (37): 10962–10976. doi:10.1002 / anie.201600655. PMC  5113780. PMID  27438532.
  2. ^ a b Zhu, Qiang; Oganov, Artem; Salvadó, Miguel; Pertierra, Pilar; Lyakhov Andriy (2011). "Elmastan daha yoğun: Ab initio süper yoğun karbon allotropları arıyor". Fiziksel İnceleme B. 83 (19): 193410. Bibcode:2011PhRvB..83s3410Z. doi:10.1103 / PhysRevB.83.193410.
  3. ^ a b c Biswas, R .; Martin, R. M .; İhtiyaçlar, R. J .; Nielsen, O.H. (1987). "Basınç altında silikon ve karbonun karmaşık yapılarının kararlılığı ve elektronik özellikleri: Yoğunluk-fonksiyonel hesaplamalar". Fiziksel İnceleme B. 35 (18): 9559–9568. Bibcode:1987PhRvB..35.9559B. doi:10.1103 / PhysRevB.35.9559. PMID  9941381.
  4. ^ a b c Mujica, A .; Pickard, C. J .; İhtiyaçlar, R.J. (2015). "Düşük enerjili dört yüzlü karbon, silikon ve germanyum polimorfları". Fiziksel İnceleme B. 91 (21): 214104. arXiv:1508.02631. Bibcode:2015PhRvB..91u4104M. doi:10.1103 / PhysRevB.91.214104. S2CID  59060371.
  5. ^ a b c d e Li, Z.-Z .; Wang, J.-T .; Xu, L.-F .; Chen, C. (2016). "Karbonun süper yoğun tetragonal ve monoklinik polimorflarının Ab initio tahmini". Fiziksel İnceleme B. 94 (17): 174102. Bibcode:2016PhRvB..94q4102L. doi:10.1103 / PhysRevB.94.174102.
  6. ^ Strong, R. T .; Pickard, C. J .; Milman, V .; Thimm, G .; Winkler, B. (2004). "Kristal yapıların sistematik tahmini: sp3-hibritlenmiş karbon polimorflarına bir uygulama". Fiziksel İnceleme B. 70 (4): 045101. Bibcode:2004PhRvB..70d5101S. doi:10.1103 / PhysRevB.70.045101.
  7. ^ Ohrstrom, L .; O’Keeffe, M. (2013). "Grup 14 elementinin yeni allotroplarına ağ topolojisi yaklaşımı". Z. Kristallogr. 228 (7): 343–346. doi:10.1524 / zkri.2013.1620. S2CID  16881825.
  8. ^ a b c Sun, J .; Klug, D. D .; Martoňák, R. (2009). "Aşırı basınç altında karbonda yapısal dönüşümler: Elmasın ötesinde". Kimyasal Fizik Dergisi. 130 (19): 194512. Bibcode:2009JChPh.130s4512S. doi:10.1063/1.3139060. PMID  19466848.
  9. ^ a b Scandolo, S .; Chiarotti, G. L .; Tosatti, E. (1996). "SC4: Terapaskal basınçlarda karbonun metalik fazı". Fiziksel İnceleme B. 53 (9): 5051–5054. Bibcode:1996PhRvB..53.5051S. doi:10.1103 / PhysRevB.53.5051. PMID  9984087.
  10. ^ a b Biswas, R .; Martin, R. M .; İhtiyaçlar, R. J .; Nielsen, O.H. (1984). "Basınç altında silikon ve karbondan oluşan kompleks tetrahedral yapılar". Fiziksel İnceleme B. 30 (6): 3210. Bibcode:1984PhRvB..30.3210B. doi:10.1103 / PhysRevB.30.3210.
  11. ^ Ning, X .; Li, J.-F .; Huang, B.-L .; Wang, B.-L. (2015). "Nanotüpten sp3 süper sert karbon fazına düşük sıcaklık faz dönüşümü". Çin Fiziği B. 24 (6): 066102. Bibcode:2015ChPhB..24f6102X. doi:10.1088/1674-1056/24/6/066102.
  12. ^ Sheng, Xian-Lei; Yan, Qing-Bo; Ye, Fei; Zheng, Qing-Rong; Su, Çete (2011). "T-Carbon: Yeni Bir Karbon Alotropu". Fiziksel İnceleme Mektupları. 106 (15): 155703. arXiv:1105.0977. Bibcode:2011PhRvL.106o5703S. doi:10.1103 / PhysRevLett.106.155703. PMID  21568576. S2CID  22068905.
  13. ^ "Yeni karbon allotropunun çeşitli uygulamaları olabilir". Phys.Org. 22 Nisan 2011. Alındı 2011-06-10.

Dış bağlantılar