Publication:
Graphene nanoflakes and fullerenes doped with aluminum: features of Al-C interaction and adsorption characteristics of carbon shell

Дата
2022
Авторы
Kaya, S.
Katin, K. P.
Maslov, M. M.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Научные группы
Организационные подразделения
OrgUnit Logo
Организационная единица
Институт нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике
Институт ИНТЭЛ занимается научной деятельностью и подготовкой специалистов в области исследования физических принципов, проектирования и разработки технологий создания компонентной базы электроники гражданского и специального назначения, а также построения современных приборов на её основе. ​Наша основная цель – это создание и развитие научно-образовательного центра мирового уровня в области наноструктурных материалов и устройств электроники, спинтроники, фотоники, а также создание эффективной инновационной среды в области СВЧ-электронной и радиационно-стойкой компонентной базы, источников ТГц излучения, ионно-кластерных технологий материалов.​
Выпуск журнала
Аннотация
© 2022, Institute for Metals Superplasticity Problems of Russian Academy of Sciences. All rights reserved.The aluminium-carbon interaction in two core-shell systems (Al22 nanoparticle coated with graphene nanoflake and Al@C60 metallofullerene) is investigated within the density functional theory. A set of non-equilibrium configurations of the coated Al22 nanoparticle is obtained from the ab initio molecular dynamics simulation. The Morse parameters describing the Al-C interaction are fitted based on density functional calculations performed at the B3LYP/6-31G* level of theory. The Grimme’s D3 dispersion corrections are added to accurately account for the non-covalent interactions. It is shown that the concave carbon surface interacts much weaker with the nanoparticle and is located further away from it compared to the usually considered convex surfaces. Negligible charge transfer from aluminum core to carbon shell confirms that Al22 nanoparticle do not change the shell reactivity. In contrast, a single Al atom endohedrally doped C60 fullerene strongly interacts with the carbon cage and distorts the frontier molecular orbitals and reactivity of the compound. We also compare the hydrogen F..H-O bonds formed between the fluorinated C60 F2 or Al@C60 F2 cages and niacin drug molecule. We found that Al leads to drastic weakening of this hydrogen bond. We conclude that Al22 nanoparticle do not change reactivity of the carbon shell, whereas a single Al atom reduces reactivity of the outer fullerene.
Описание
Ключевые слова
Цитирование
Kaya, S. Graphene nanoflakes and fullerenes doped with aluminum: features of Al-C interaction and adsorption characteristics of carbon shell / Kaya, S., Katin, K.P., Maslov, M.M. // Letters on Materials. - 2022. - 12. - № 2. - P. 148-152. - 10.22226/2410-3535-2022-2-148-152
URI
https://www.doi.org/10.22226/2410-3535-2022-2-148-152
 https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85132203851&origin=resultslist
 http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&UT=WOS:000811702600013
 https://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/28043
Коллекции
Публикации