Computer simulation of the properties and structure of crystalline 1,6-closo-carborane (С2B4)n

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The structure and properties of a three-dimensional crystal consisting of 1,6-closo-carborane have been studied using quantum chemical methods with calculations in the approximation of functional density theory and the imposition of periodic boundary conditions. Calculations of the phonon energy spectrum and electronic band structure showed that the 3D crystal is structurally stable and belongs to an indirect gap semiconductor with a band gap of ~1.44 eV. The calculated parameters of mechanical properties showed that the hardness has the same values (21.8 GPa and 25.2 GPa) according to each method of theoretical evaluation of hardness, Young’s modulus is equal to 97.24 GPa and 242.90 GPa, respectively.

About the authors

S. А. Zaitsev

Southern Federal University

Author for correspondence.
Email: stzaycev@sfedu.ru

Research Institute of Physical and Organic Chemistry

Russian Federation, Rostov-on-Don

Yu. I. Zaitseva

Southern Federal University

Email: stzaycev@sfedu.ru

Research Institute of Physical and Organic Chemistry

Russian Federation, Rostov-on-Don

I. V. Getmanskiy

Southern Federal University

Email: stzaycev@sfedu.ru

Research Institute of Physical and Organic Chemistry

Russian Federation, Rostov-on-Don

R. М. Minyaev

Southern Federal University

Email: stzaycev@sfedu.ru

Research Institute of Physical and Organic Chemistry

Russian Federation, Rostov-on-Don

References

  1. Meyer J., Geim A.K., Katsnelson M.I. et al. // Nature. 2007. V. 446. № 7131. P. 60.https://doi.org/10.1038/nature05545
  2. Sofo J.O., Chaudhari A.S., Barber G.D. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. № 15. P. 153401. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.153401
  3. Zhong M., Xu D., Yu X et al. // Nano Energy. 2016. V. 28. P. 12. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.08.031
  4. Peng B., Zhang H., Shao H. et al. // J. Mater. Chem. C. 2016. V. 4. P. 3592. https://doi.org/10.1039/C6TC00115G
  5. Jiang J.W., Park H.S. // Nat. Commun. 2014. V. 5. P. 4727. https://doi.org/10.1038/ncomms5727
  6. Tkachenko N.V., Steglenko D.V., Fedik N.S. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2019. V. 21. P. 19764. https://doi.org/10.1039/C9CP03786A
  7. Zaitsev S.A., Steglenko D.V., Minyaev R.M. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. № 6. P. 780. https://doi.org/10.1134/S0036023619060172
  8. Ghiasi R., Tale R., Daneshdoost V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023. V. 68. P. 753. https://doi.org/10.1134/S003602362360003X
  9. Sarvestani R.M.J., Ahmadi R., Yousefi M. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023. V. 68. P. 761. https://doi.org/10.1134/S0036023623600107
  10. Neumolotov N.K., Selivanov N.A., Bykov A.Y. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 1583. https://doi.org/10.1134/S0036023622600861
  11. Shmal’ko A.V., Sivaev I.B. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. P. 1726. https://doi.org/10.1134/S0036023619140067
  12. Sheng X-L., Yan Q-B., Ye F. et al. // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 106. № 15. P. 155703. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.155703
  13. Zhang J., Wang R., Zhu X. et al. // Nature Commun. 2017. V. 8. № 1. P. 683. https://doi.org/10.1038/s41467-017-00817-9
  14. Getmanskii I.V., Koval V.V., Minyaev R.M. et al. // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121. № 40. P. 22187. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b07565
  15. Getmanskii I.V., Minyaev R.M., Steglenko D.V. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2017. V. 56. № 34. P. 10118. https://doi.org/10.1002/anie.201701225
  16. Getmanskii I.V., Minyaev R.M., Koval V.V. // Mendeleev Commun. 2018. V. 28. № 2. P. 173. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2018.03.021
  17. Getmanskii I.V., Koval V.V., Boldyrev A.I. et al. // J. Comput. Chem. 2019. V. 40. № 20. P. 1861. https://doi.org/10.1002/jcc.25837
  18. Steglenko D.V., Zaitsev S.A., Minyaev R.M. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. № 8. P. 1031. https://doi.org/10.1134/S0036023619080163
  19. Genady A.R. // Eur. J. Med. Chem. 2009. V. 44. P. 409. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2008.02.037
  20. Sharapov V.M., Mirnov S.V., Grashin S.A. et al. // J. Nucl. Mater. 1995. V. 220. P. 730. https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)00575-3
  21. Мещеряков А.И., Акулина Д.К., Батанов Г.М. и др. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. С. 496.
  22. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. et al. Gaussian 16, Revision A.03. Gaussian Inc.: Wallingford CT, 2016.
  23. Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. № 1. P. 558. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.47.558
  24. Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. № 20. P. 14251. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.49.14251
  25. Kresse G., Furthmuller J. // Comput. Mater. Sci. 1996. V. 6. № 1. P. 15. https://doi.org/10.1016/0927-0256(96)00008-0
  26. Kresse G., Furthmuller J. // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. № 16. P. 11169. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169
  27. Kresse G., Joubert D. // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. № 3. P. 1758. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.1758
  28. Perdew J.P., Ruzsinszky A., Csonka G.I. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. № 13. P. 136406. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.136406
  29. Blöchl P.E. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994. V. 50. № 24. P. 17953. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.17953
  30. Kresse G., Joubert D. // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. № 3. P. 1758. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.1758
  31. Monkhorst H.J., Pack J.D. // Phys. Rev. B. 1976. V. 13. № 12. P. 5188. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.5188
  32. Togo A., Chaput L., Tadano T. et al. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. № 9. P. 094306. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.094306
  33. Togo A. // J. Phys. Soc. Jpn. 2023. V. 92. P. 012001. https://doi.org/10.7566/JPSJ.92.012001
  34. Šimůnek A., Vackář J. // J. Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. P. 085501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.085501
  35. Liu Z.Y., Guo X., He J. et al. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P. 109601. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.109601
  36. Šimůnek A., Vackář J.A. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P. 109602. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.109602
  37. Šimůnek A., Vackář J. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. P. 172108. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.172108
  38. Li K.Y., Wang X.T., Zhang F.F. et al. // Phys. Rev. Lett. 2018. V. 100. P. 235504. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.235504
  39. Li K.Y., Xue D.F. // Chin. Sci. Bull. 2009. V. 54. P. 131. https://doi.org/10.1007/s11434-008-0550-8
  40. Chemcraft — graphical software for visualization of quantum chemistry computations. Version 1.8, build 654. https://www.chemcraftprog.com
  41. Momma K., Izumi F. // J. Appl. Crystallogr. 2011. V. 44. P. 1272. https://doi.org/10.1107/S0021889811038970
  42. McKee M.L. // J. Am. Chem. Soc. 1992. V. 114. № 3. P. 879. https://doi.org/10.1021/ja00029a012
  43. Minyaev R.M., Minkin V.I., Gribanova T.N. et al. // Mendeleev Commun. 2001. V. 11. № 4. P. 132. https://doi.org/10.1070/MC2001v011n04ABEH001475
  44. Mastryukov V.S., Dorofeeva O.V., Vilkov L.V. et al. // J. Chem. Soc. 1973. № 8. P. 276. https://doi.org/10.1039/C39730000276
  45. Hill R. // Proc. Phys. Soc. 1952. V. 65. № 5. P. 349. https://doi.org/10.1088/0370-1298/65/5/307

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».