danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"dan-101Research ArticleХИМИЯCHEMISTRYОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МОДЕЛЕЙ ГРАФЕНА ПРИ РАСТЯЖЕНИИBEHAVIOR OF DIFFERENT MODELS OF GRAPHENE UNDER TENSIONМАТУЛИСВАДИМ Э.MATULISVADIM E.matulisvad@gmail.comМАТУЛИСВИТАЛИЙ Э.MATULISVITALY E.НАГОРНЫЙЮ. Е.NAGORNYYu. E.РЕПЧЕНКОВВ. И.REPCHENKOVV. I.ИВАШКЕВИЧО. А.IVASHKEVICHO. A.

академик

НИИ физико-химических проблем БГУ, МинскBelarusБелорусский государственный университет, МинскBelarus2015010620165934750Copyright © МАТУЛИС В.Э., МАТУЛИС В.Э., НАГОРНЫЙ Ю.Е., РЕПЧЕНКОВ В.И., ИВАШКЕВИЧ О.А., 20162016МАТУЛИС В.Э., МАТУЛИС В.Э., НАГОРНЫЙ Ю.Е., РЕПЧЕНКОВ В.И., ИВАШКЕВИЧ О.А.MATULIS V.E., MATULIS V.E., NAGORNY Y.E., REPCHENKOV V.I., IVASHKEVICH O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/101

Выполнены расчеты величин модуля Юнга и коэффициента Пуассона моделей графена в зависимости от их размера с использванием трех принципиально различающихся методов: конечных элементов, полуэмпирического квантовохимического метода PM6, методов ab initio и DFT. Все три группы методов предсказывают монотонное увеличение модуля Юнга с ростом размера образца с выходом графиков на асимптоту. Рассчитанное в рамках полуэмпирического метода PM6 значение модуля Юнга сходится к 1,01 ТПа, достигая указанного значения для модели 9 × 15 (C304H50). Эта величина хорошо согласуется с имеющимися литературными данными, полученными экспериментальными и расчетными методами для массивного образца графена.

Young’s modulus and Poisson’s ratio for graphene sheet models have been calculated in the framework of the finite element method as well as using semi-empirical PM6 and ab initio and DFT approaches. All three groups of the methods predict a monotonic increase of Young’s modulus with increasing a sample size with turning the curves to asymptote for bulk samples. Young’s modulus value calculated using quantum-chemical method PM6 converges to 1.01 TPa, reaching this value for the 9 × 15 model (C304H50). This value is in a good agreement with the literature data obtained both experimentally and theoretically for a bulk sample of graphene.

ReferencesLi C. // Int. J. Solids Struct. 2003. Vol. 40. P. 2487–2499.Li C. // Int. J. Solids Struct. 2003. Vol. 40. P. 2487–2499.Гольдштейн Р. В., Ченцов А. В. // Изв. РАН МТТ. 2005. № 4. C. 57-74.Гольдштейн Р. В., Ченцов А. В. // Изв. РАН МТТ. 2005. № 4. C. 57-74.Журавков М. А., Нагорный Ю. Е., Репченков В. И. // Российские нанотехнологии. 2011. Т. 6, № 9–10. С. 92–99.Журавков М. А., Нагорный Ю. Е., Репченков В. И. // Российские нанотехнологии. 2011. Т. 6, № 9–10. С. 92–99.Van Lier G., Van Alsenoy C., Van Doren V., Geerlings P. // Chem. Phys. Lett. 2000. Vol. 326, N 1–2. P. 181–185.Van Lier G., Van Alsenoy C., Van Doren V., Geerlings P. // Chem. Phys. Lett. 2000. Vol. 326, N 1–2. P. 181–185.Frisch M. J. et al. // Gaussian 09, Revision A.02. Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009.Frisch M. J. et al. // Gaussian 09, Revision A.02. Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009.Stewart J. J. P. // J. Mol. Model. 2007. Vol. 13, N 12. P. 1173–1213.Stewart J. J. P. // J. Mol. Model. 2007. Vol. 13, N 12. P. 1173–1213.Becke A. D. // J. Chem. Phys. 1993. Vol. 98, N 7. P. 5648-5652.Becke A. D. // J. Chem. Phys. 1993. Vol. 98, N 7. P. 5648-5652.Head-Gordon M., Pople J. A., Frisch M. J. // Chem. Phys. Lett. 1998. Vol. 153, N 6. P. 503-506.Head-Gordon M., Pople J. A., Frisch M. J. // Chem. Phys. Lett. 1998. Vol. 153, N 6. P. 503-506.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.