Графан

Графан — гідрогенізований графен з хімічною формулою (CH)n.

Кристалічна структура графану, така сама як графену — двомірна гексагональна. При цьому атоми водню приєднані по обидві сторони від площини атомів вуглецю.

При температурі нижче за 4 °К графан має властивості ізолятора.

Вперше отриманий в лабораторії університету Манчестера інтернаціонально групою науковців в грудні 2008 року. Отриманий гідрогенізацією графена в атмосфері суміші аргону і атомарного водню під тиском 0,1 мБар.

В 2011 році групою науковців в журналі PNAS були опубліковані результати розрахунків енергетичних рівнів ізомерів графана. Виявилось, що один з ізомерів графану більш стійкий, ніж молекула бензола, яку до цього вважали найбільш стійкою сполукою в органічній хімії. Результати отримані з використанням програмного метода еволюційного моделювання USPEX.[1]

Отримання

Про його підготовку повідомлялося ще в 2009 році.[2] Графан може бути утворений електролітичним гідруванням графену, малошарового графену або високоорієнтованого піролітичного графіту. В останньому випадку може використовуватися механічне відшарування гідрованих верхніх шарів.

Структура

Перший теоретичний опис графану було зроблено в 2003 році.[3] За допомогою методу кластерного розширення знайдено структуру, яка є найстабільнішою з усіх можливих співвідношень гідрування графену. У 2007 році дослідники виявили, що ця сполука є більш стабільною, ніж інші сполуки, що містять вуглець і водень, такі, як бензен, циклогексан і поліетилен.[4]

Ця група назвала прогнозовану сполуку графаном, оскільки вона є повністю насиченою версією графену. Сполука є ізолятором. Хімічна функціоналізація графену воднем може бути придатним методом для відкриття забороненої зони в графені.

P-допований графан заявлений за розрахунками теорії БКШ як високотемпературний надпровідник з критичною температурою Tc вище 90 °K[5].

Будь-яке порушення конформації гідрування має тенденцію до зменшення константи ґратки приблизно на 2,0 %.[6]

Примітки

  1. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 25 лютого 2018. Процитовано 24 лютого 2018.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  2. ↑ Elias, D. C.; Nair, R. R.; Mohiuddin, T. M. G.; Morozov, S. V.; Blake, P.; Halsall, M. P.; Ferrari, A. C.; Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I. (1 січня 2009). Control of Graphene’s Properties by Reversible Hydrogenation: Evidence for Graphane. Science. Т. 323. с. 610. doi:10.1126/science.1167130. ISSN 0036-8075. Процитовано 24 жовтня 2022.
  3. ↑ Sluiter, Marcel H.; Kawazoe, Yoshiyuki (1 серпня 2003). Cluster expansion method for adsorption: Application to hydrogen chemisorption on graphene. Physical Review B. Т. 68. с. 085410. doi:10.1103/PhysRevB.68.085410. ISSN 0163-1829. Процитовано 24 жовтня 2022.
  4. ↑ Sofo, Jorge O.; Chaudhari, Ajay S.; Barber, Greg D. (1 квітня 2007). Graphane: A two-dimensional hydrocarbon. Physical Review B. Т. 75. с. 153401. doi:10.1103/PhysRevB.75.153401. ISSN 0163-1829. Процитовано 24 жовтня 2022.
  5. ↑ G. Savini et al. Doped graphane: a prototype high-Tc electron-phonon superconductor.
  6. ↑ Feng Huang, Liang; Zeng, Zhi (1 лютого 2013). Lattice dynamics and disorder-induced contraction in functionalized graphene. Journal of Applied Physics. Т. 113. с. 083524–083524–10. doi:10.1063/1.4793790. ISSN 0021-8979. Процитовано 24 жовтня 2022.

Література

  • D. C. Elias, R. R. Nair, T. M. G. Mohiuddin, S. V. Morozov, P. Blake, M. P. Halsall, A. C. Ferrari, D. W. Boukhvalov, M. I. Katsnelson, A. K. Geim, K. S. Novoselov. Control of Graphene's Properties by Reversible Hydrogenation: Evidence for Graphane // Science. 2009. V. 323. P. 610—613.
  • Jorge O. Sofo, Ajay S. Chaudhari, Greg D. Barber Graphane: a two-dimensional hydrocarbon // Phys. Rev. B 75, 153401_4 (2007)

Посилання

source: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B0%D0%BD