Структура гибридных углеродных фаз, формирующихся из гексагонального графена

В результате теоретического анализа формирования структуры sp${}^2$+sp${}^3$-гибридных углеродных фаз на основе слоев гексагонального графена установлена возможность формирования восьми основных структурных разновидностей таких соединений. В этих полиморфных разновидностях все трёх- и четырёхкоординированные атомы находятся в эквивалентных структурных позициях. Структура новых углеродных фаз была геометрически оптимизирована методом молекулярной механики MM+. В результате выполненных расчётов были найдены структурные параметры гибридных фаз. Кристаллические решётки фаз относятся к гексагональной, орторомбической, триклинной или моноклинной сингониям. В их элементарных ячейках содержится 6, 12 или 18 атомов. Плотность фаз изменяется в диапазоне от 2.97 до 3.65 г/см${}^3$. В шести фазах количество sp${}^3$-гибридизированных атомов в два раза больше, чем число атомов в состоянии sp${}^2$-гибридизации, а в двух остальных фазах наоборот — sp${}^2$-атомов вдвое больше, чем sp${}^3$. Значения длин межатомных связей и углов между ними отличаются от величин, характерных как для графита, так и для алмаза. Значения деформационных параметров, характеризующих степень отличия структурных состояний атомов в гибридных фазах от состояний в графите и алмазе, минимальные для фаз L${}_6$a7 и L${}_6$a8.