Nanodiamond collective electron states and their localization

Коллективные электронные состояния, несмотря на их важность, редко используются для описания электронной структуры диэлектриков. Природа не связанных с примесями неспаренных спинов, наблюдаемых экспериментально в наноалмазе, всё ещё обсуждается. Мы предлагаем описание их природы в терминах коллективных электронных состояний. Коллективные состояния исследованы точным решением одночастичного одномерного уравнения Шрёдингера в потенциале Кронига–Пенни и первопринципными расчетами волновых функций основных состояний для алмазоидов $C_{78}H_{64}$, $C_{123}H_{100}$ и $C_{211}H_{140}$ методом DFT R-B3LYP/6-31G(d,p). Найдены три различных класса: коллективные связывающие орбитали, соответствующие модулированным решениям для частицы в потенциальной яме; поверхностные несвязывающие проводящие состояния Тамма и подповерхностные связывающие состояния для неоднородно сжатого наноалмаза. Существование неспаренных спинов предположительно объясняется флуктуациями спиновой плотности, значительными для наноразмерных коллективных и протяженных подповерхностных состояний.