Неэмпирические расчеты структуры и устойчивости нанотрубок на основе монохалькогенидов галлия

Впервые неэмпирически рассчитаны зависимости энергии сворачивания и ширины запрещенной зоны ахиральных нанотрубок от их диаметра, полученных сворачиванием монослоев сульфидов и селенидов двухвалентного галлия. Расчеты выполнены по программе CRYSTAL17 с использованием атомного базиса в рамках гибридного метода теории функционала плотности с 13-процентным обменом по Хартри–Фоку. Для учета дисперсионных взаимодействий между слоями в кристалле в расчеты включена эмпирическая поправка Grimme. В результате моделирования нанотрубок различной хиральности и различных диаметров установлены минимальные диаметры одностенных нанотрубок, при которых сохраняется целостность химических связей на их внешней поверхности. Показано, что зависимость энергии сворачивания от диаметра удовлетворяет классическому закону обратных квадратов и одинакова для нанотрубок типов “зигзаг” и “кресло”.