Алмазо-подобные пленки из нескольких свернутых графенов

Проведено моделирование атомных и электронных структур диаманов – алмазоподобных пленок из малослойных муаровых с углом свертки $\boldsymbol\theta$ графенов в укладках $\mathbf{00}\boldsymbol{\theta}$ и $\boldsymbol{\theta00\theta}$. Химическая адсорбция легких атомов (например, водорода) или молекул на поверхности такого графена приводит к образованию межслоевых связей и, таким образом, к полной $sp^3$-гибридизации атомов углерода в структурах. Предложена модель возможного синтеза таких диаманов из 3-х и 4-х свернутых графенов, основывающаяся на имеющихся экспериментальных работах по приготовлению муаровых графеновых структур и диаманов на основе несвернутого биграфена. Также рассмотрен гипотетический муаровый диаманный кристалл, формируемый из стопок подобных четырехслойных графенов. Показана стабильность трех- и четырехслойных муаровых диаманов, а также предлагаемого искусственного кристалла. Величина запрещенной зоны уменьшается с ростом количества исходных слоев, однако, ее значение для кристалла оказалась больше из-за большего напряжения связей С–С$'$, которые в предыдущих случаях связывали С- и Н-атомы.