Моделирование энергетического спектра углеродной сферы в пределе сплошной среды
Циберкин К.Б.

Поступила в редакцию: 3 Июля 2022

DOI: 10.31857/S0044451022120161

PDF (1119.3K)

Представлен подход к расчёту энергетического спектра однослойной углеродной нанооболочки - однослойной и многослойной сферы - на основе применения модели Хаббарда и приближения сплошной среды с учетом возможности осаждения на поверхности углерода примесных атомов. Реализуется дискретный спектр уровней энергии в пределе бесконечного радиуса кривизны оболочки, отвечающий структуре энергетических уровней графена. Присутствие на поверхности углерода примесных ионов в высокой концентрации приводит к возникновению запрещенной зоны шириной до нескольких электронвольт. Кулоновское отталкивание электронов на узлах решетки усиливает этот эффект и определяет асимметрию ветвей спектра. В оптическом спектре излучения формируются полосы поглощения в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, разделенные широкими интервалами с относительно малым количеством разрешенных переходов. Качественно полученные результаты согласуются с известными данными по спектроскопии фуллеренов C₆₀ и C₇₀, а также их теоретическими моделями.