Журнал неорганической химии, 2021, T. 66, № 10, стр. 1421-1433

Изучение электронных структур икосаэдрических фуллеренов С80 и Au42

Г. И. Миронов a*

a Марийский государственный университет
424000 Йошкар-Ола, пр-т Ленина, 1, Россия

* E-mail: mirgi@marsu.ru

Поступила в редакцию 15.01.2021
После доработки 10.06.2021
Принята к публикации 11.06.2021

Аннотация

Электронная структура молекул икосаэдрических углеродного фуллерена С80 и золотого фуллерена Au42 изучена с помощью методов квантовой теории поля в рамках модели Хаббарда. Получены выражения для фурье-образов функции Грина, полюса которых определяют энергетический спектр рассматриваемой наносистемы. Энергетический спектр С80 исследован в сравнении со спектром фуллерена C60 и золотого фуллерена Au42. Он свидетельствует о полупроводниковом состоянии и углеродного фуллерена С80, и золотого фуллерена Au42. Приведены плотности электронных состояний, пики которых соответствуют особенностям Ван Хова. Приведены спектры оптического поглощения электрически нейтрального С80, а также электрически нейтрального и отрицательно заряженного фуллерена Au42, энергия первого прямого оптического перехода иона золотого фуллерена ${\text{Au}}_{{42}}^{ - }$ равна 0.985 эВ.

Ключевые слова: золотой фуллерен, оптический переход, плотность электронных состояний, функция Грина, энергетический спектр

Список литературы

  1. Rios C., Salcedo R. // Molecules. 2012. V. 17. № 12. P. 14588.

  2. Yamada M., Akasaka T., Nagase S. // Acc. Chem. Res. 2010. V. 43. № 1. P. 92.

  3. Khamatgalimov A., Kovalenko V.I. // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2011. V. 19. № 7. P. 599.

  4. Krause M., Dunsh. L. // ChemPhysChem. 2004. V. 5. № 9. P. 1445.

  5. Wang T., Wang C. // Acc. Chem. Resh. 2014. V. 47. № 2. P. 450.

  6. Song X., Hu J., Wang S. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2017. V. 48. P. 32647.

  7. Furche F., Ahlrichs R. // J. Chem. Rev. 2001. V. 114. № 23. P. 10362.

  8. Fu W.J., Zhang J.Y., Fuhrer T. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2011. V. 133. P. 9741.

  9. Zhang X., Wang S., Liu Y. et al. // APL Materials. 2017. V. 5. № 5. P. 053501.

  10. Gruene P., Rayner D.M., Redlich B. et al. // Science. 2008. V. 321. № 5889. P. 674.

  11. Baletto F., Ferrando R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. P. 28256.

  12. Gao Y., Zeng C. // J. Am. Chem. Soc. 2005. V. 127. № 45. P. 3698.

  13. Wang J., Ning H., Ma Q. et al. // J. Chem. Phys. 2008. V. 129. № 13. P. 134705.

  14. Wang D., Sun X., Shen H. et al. // Chem. Phys. Lett. 2008. V. 457. № 4. P. 366.

  15. Becke A.D. // Phys. Rev. A. 1988. V. 38. № 6. P. 3098.

  16. Lee C., Yang W., Parr R.G. // Phys. Rev. B. 1988. V. 37. № 2. P. 785.

  17. Johansson M.P., Sundholm D., Vaara J. // Angew. Chem. Int. Ed. 2004. V. 43. № 20. P. 2678.

  18. Adamo C., Barone V. // J. Chem. Rev. 1999. V. 110. № 13. P. 6158.

  19. Wang Z., Psiachos D., Badilla R.F. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. № 9. P. 095009.

  20. Bunder J.E., Hill J.M. // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. № 15. P. 153406.

  21. Миронов Г.И. // ФТТ. 2007. Т. 49. № 3. С. 527. [Mironov G.I. // Phys. Solid State. 2007. V. 49. P. 552.] https://doi.org/10.1134/S1063783407030316

  22. Изергин Э.Д., Миронов Г.И. // ФНТ. 2007. Т. 33. № 12. С. 1365. [Izergin E.D., Mironov G.I. // Low Temper. Phys. 2007. V. 33. P. 1038.] https://doi.org/10.1063/1.2747088

  23. Hubbard J. // Proc. Roy. Soc. A. 1963. V. 276. № 1365. P. 238.

  24. Shubin S.P., Wonsowskii S.V. // Proc. Roy. Soc. A. 1934. V. 145. № 854. P. 159.

  25. Миронов Г.И. // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 63. № 1. С. 72. [Mironov G.I. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. P. 66.] https://doi.org/10.1134/S0036023618010114

  26. Миронов Г.И. // Журн. неорган. химии. 2019. Т. 64. № 10. С. 1064. [Mironov G.I. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. P. 1257.] https://doi.org/10.1134/S0036023619100097

  27. Миронов Г.И. // ФММ. 2008. Т. 105. № 4. С. 355. [Mironov G.I. // Phys. Metals Metallogr. 2008. V. 105. P. 327.] https://doi.org/10.1134/S0031918X08040030

  28. Дьячков П.Н. // Электронные свойства и применение нанотрубок. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 488 с.

  29. Burke B.G., Chan J., Williams K.A. et al. // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. № 11. P. 115423.

  30. Ning H., Wang J., Ma Q.-M. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2014. V. 75. № 5. P. 696.

  31. Миронов Г.И. // ФТТ. 2019. Т. 61. № 6. С. 1204. [Mironov G.I. // Physics of the Solid State. 2019. V. 61. P. 1154.] https://doi.org/10.1134/S106378341906012X

  32. Филиппова Е.Р., Миронов Г.И. // ФНТ. 2011. Т. 37. № 6. С. 644. [Filippova E.R., Mironov G.I. // Low Temper. Phys. 2011. V. 37. P. 511.] https://doi.org/10.1063/1.3622628

  33. Миронов Г.И., Филиппова Е.Р. // ФТТ. 2012. Т. 54. № 8. С. 1600. [Mironov G.I., Filippova E.R. // Phys. Solid State. 2012. V. 54. P. 1709.] https://doi.org/10.1134/S1063783412080215

  34. Миронов Г.И., Филиппова Е.Р. // ФММ. 2012. Т. 113. № 1. С. 11. [Mironov G.I., Filippova E.R. // Phys. Metals Metallogr. 2012. V. 113. P. 9.] https://doi.org/10.1134/S0031918X12010085

  35. Дьячков П.Н. // Журн. неорган. химии. 2015. Т. 60. № 8. С. 1045. [D’yachkov P.N. // Russ. J. Inorg. Chem. 2015. V. 60. P. 947.] https://doi.org/10.1134/S0036023615080070

  36. Хорошавин Л.О., Краснов Д.О., Дьячков П.Н., Кольцова Э.М. // Журн. неорган. химии. 2017. Т. 62. № 6. С. 800. [Khoroshavin L.O., Krasnov D.O., D’yachkov P.N., Kol’tsova E.M. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. P. 783.] https://doi.org/10.1134/S0036023617060110

  37. Дьячков П.Н. // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 63. № 1. С. 60. [D’yachkov P.O. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. P. 55.] https://doi.org/10.1134/S0036023618010072

  38. Дьячков П.Н., Дьячков Е.П. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 8. С. 1073. [D’yachkov P.N., D’yachkov E.P. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. P. 1196.] https://doi.org/10.1134/S0036023620070074

  39. Дьячков П.Н. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 11. С. 1522. D’yachkov P.N. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. P. 1735. https://doi.org/10.1134/S0036023620110042

  40. Дьячков П.Н., Дьячков Е.П. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 3. С. 364. [D’yachkov P.N., D’yachkov E.P. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 367.] https://doi.org/10.1134/S0036023621030074

  41. Lee J., Chatterjee D.K., Lee M.H., Krishnan S. // Cancer Lett. 2014. V. 347. № 1. P. 46.

  42. Hainfeld J.F., Lin L., Slatkin D.N. et al. // Nanomedicine. 2014. V. 10. № 8. P. 1609.

  43. Xia Y., Li W., Cobley C. et al. // Accounts Chem. Res. 2011. V. 44. № 10. P. 914.

  44. Pang B., Yang X., Xia Y. // Nanomedicine. 2016. V. 11. № 13. P. 1715.

  45. Cuo J., Rahme K., He Y. et al. // Int. J. Nanomedicine. 2017. V. 12. № 8. P. 6131.

  46. Li W., Brown P.K., Wang L.V., Xia Y. // Contrast Media Mol. Imaging. 2011. V. 6. № 1. P. 370.

Дополнительные материалы отсутствуют.