Графенові системи: способи виготовлення й оброблення, структуроутворення та функціональні властивості

Abstract

Оглянуто літературні дані стосовно графенової структури, в тім числі, леґованої, основних метод виготовлення й оброблення та фізичних властивостей, які уможливлюють використання цього функціонального наноматеріялу. Теоретично описано впорядковані розподіли атомів заміщення по вузлах двовимірної щільникової ґратниці за різних складів і температур. Визначено області значень енергетичних параметрів міжатомових взаємодій, що сприяли б низькотемпературній стабільності надструктур на графеновій основі. Навіть короткосяжні міжатомові взаємодії забезпечили б стабільність одних надструктур, проте лише далекосяжні взаємодії стабілізували б інші надструктури. Конкуренція внутрішньопідґратницевих і міжпідґратницевих міжатомових взаємодій та домінування в ній (за енергією) останніх уможливили б часову немонотонність релаксації атомового порядку.

The literary data on the structure, basic methods of fabrication and treatment as well as physical properties of graphene, including a doped one, which enable use of it as a functional nanomaterial, are reviewed. Ordered distributions of substitutional atoms over the sites of a two-dimensional honeycomb lattice at different compositions and temperatures are described theoretically. The ranges of values of interatomic-interaction energy parameters promoting the low-temperature stability of graphene-based superstructures are determined. Even the short-range interatomic interactions provide a stability of some superstructures, while the long-range interactions only stabilize other ones. The competition of intrasublattice and intersublattice interatomic interactions and the domination of the last ones (by energies) enable a time nonmonotony of the atomic-order-parameter relaxation.

Обозреваются литературные данные о графеновой структуре, в том числе, легированной, основных методах изготовления и обработки, а также физических свойствах, которые делают возможным использование этого функционального наноматериала. Теоретически описаны упорядоченные распределения атомов замещения по узлам двумерной сотовой решётки при разных составах и температурах. Определены области значений энергетических параметров межатомных взаимодействий, которые способствовали бы низкотемпературной стабильности сверхструктур на графеновой основе. Даже короткодействующие межатомные взаимодействия обеспечивали бы стабильность одних сверхструктур, однако лишь дальнедействующие взаимодействия стабилизировали бы другие сверхструктуры. Конкуренция внутриподрешёточных и межподрешёточных межатомных взаимодействий и доминирование в ней (по энергии) последних сделали бы возможной временную немонотонность релаксации атомного порядка.