Энергетический спектр электронов и особенности оптического поглощения одно- и многослойных структур на основе графена и нитрида бора, допированных атомами щелочных металлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат наук Та Динь Хиен

• Та Динь Хиен
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Та Динь Хиен

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор методов исследования, моделирования и расчета графеновых и гексагональных боронитридных структур

1. 1 Обзор результатов исследования графена и гексагонального нитрида бора

1.2 Моделирование и расчетные схемы применительно к графеновым и гексагональным боронитридным структурам

1.2.1 Модель молекулярного кластера с замыканием оборванных валентностей одновалентными псевдоатомами

1.2.2 Циклические модели

1.2.3 Основы теории функционала плотности

1.2.4. Приближение к обменно-корреляционной энергии

1.2.5 Учет ван-дер-ваальсовской поправки в теории функционала плотности

1.2.6 Оптические свойства кристалла при наличии слабого внешнего электромагнитного поля

1.3 Выводы

Глава 2. Энергетический спектр электронов наночастиц графеноводородов и боронитридводородов с дефектами взаимоструктурного замещения

2.1 Постановка задачи

2.2 Геометрическая структура моделей и методика расчета

2.3 Электронно-энергетические характеристики идеальных наночастиц графеноводородов и боронитридводородов

2.4 Энергетические характеристики наночастиц графеноводородов и боронитридводородов с дефектами взаимоструктурного замещения

2.5 Выводы

Глава 3. Электронно-энергетические, магнитные и абсорбционные характеристики графеноподобного гексагонального нитрида бора с дефектами типа замещения и вакансии

3.1 Постановка задачи

3.2 Модели структур и методика расчета

3.3 Электронно-энергетические характеристики монослойного гексагонального нитрида бора с дефектами замещения и вакансии

3.4 Оптические характеристики гексагонального нитрида бора с дефектами замещения и вакансии

3.5 Выводы

Глава 4. Энергетический спектр электронов многослойных графенов, допированных атомами щелочных металлов

4.1 Постановка задачи

4.2 Многослойные графены, стабилизированные Ван-дер-ваальсовским взаимодействием

4.2.1 Моделирование

4.2.2 Методика расчета

4.2.3 Характеристики энергетических зон одно- и многослойных графенов

4.3 Многослойные гарфены с внедренными атомами щелочных металлов (ТЧа, К,ЯЬ, Се)

4.3.1 Моделирование

4.3.2 Энергетические характеристики многослойных графенов, допированных атомами щелочных металлов

4.3.3 Энергии образования при допировании атомов щелочных металлов в многослойные графены

4.3.4 Эффекты внедрения атомов щелочных металлов в многослойные графены

4.4 Выводы

75

Глава 5. Энергетические и оптические характеристики двухслойных графен-графеновых, графен-боронитридных и боронитрид-боронитридных структур,

допированных атомами лития

5.1 Моделирование двумерных периодических структур и методика их расчета

5.2 Энергетические и оптические характеристики

5.3 Выводы

Глава 6. Энергетические и оптические характеристики многослойных двумерных графен-боронитридных структур

6.1 Модели графен-боронитридных структур и методика их расчета

6.2 Энергетические характеристики многослойных двумерных графен-боронитридных структур

6.3 Оптические характеристики многослойных двумерных графен-боронитридных структур

6.4 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Энергетический спектр электронов и особенности оптического поглощения одно- и многослойных структур на основе графена и нитрида бора, допированных атомами щелочных металлов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы работы. Графен и монослой гексагонального нитрида бора (й-В1Ч), а также слоистые структуры на их основе привлекают внимание исследователей в связи с возможностью использования их в качестве материалов микро- и наноэлектроники. Графен обладает уникальными электронными, оптическими и механическими свойствами [1-3]. Гексагональный нитрид бора имеет полупроводниковую проводимость и высокую температуропроводность [4,5]. Поэтому материалы на их основе представляют собой перспективы для электроники будущего. Число публикаций по теоретическим и экспериментальным исследованиям постоянно увеличивается. Графен имеет особенность, заключающуюся в том, что не имеет энергетическую запрещенную щель, и это ограничивает его применение непосредственно в устройствах полупроводниковой электроники. Создание запрещенной щели в графене является основной задачей при модификации этого материала. Для решения данной проблемы применялись различные подходы: введение дефектов в идеальную структуру графена, организация различных типов связей между атомами, введение поверхностных или квантовых размерных эффектов, введение внешнего электрического поля.

Графен и /г-ВК имеют родственные кристаллические структуры и различные свойства проводимости. Внесение дефектов замещения атомами нитрида-бора в графен и атомами углерода в /г-ВИ приводит к возможности регулирования ширины запрещенной зоны. Поэтому важной задачей является изучение изменения энергетических спектров электронов этих структур в зависимости от концентрации дефектов. Другой актуальной задачей является внедрение атомов щелочных металлов в пространство между слоями графена и /г-В1Ч, что приводит к модификации электронных свойств исследуемых структур, в частности открывают возможность целенаправленного регулирования свойств материалов. Изучение структурно-энергетических и оптических характеристик двумерных структур с различными вариантами смещения слоев графена и А-В1Ч, в которых

графеновые и h-BN- слои чередуются, также является актуальной задачей диссертации.

Степень разработанности темы исследования. Графен впервые был получен экспериментально А. Геймом и К. С. Новосёловым. В последние годы резко возрос интерес к получению, исследованию и практическому использованию графена. Уникальность свойств графена в настоящее время хорошо известна, ряд интересных свойств графена подробно освещен в обзоре [А. В. Елецкий, И. М. Искандарова, А. А. Книжник, Д. Н. Красиков, 2011]. Обзор [П. Б. Сорокин, Л. А. Чернозатонский, 2013] посвящен современному состоянию исследований структур на основе графена, имеющих полупроводниковую проводимость. Кроме того, авторы работы [Е. Д. Грайфер, В. Г. Макотченко, А. С. Назаров, С.-Дж. Ким, В. Е. Федоров, 2011] систематизировали литературные данные о графене с точки зрения химика и также большое внимание уделено химическим методам синтеза графеноподобных материалов из различных предшественников. До этого момента уделялось большее внимание практическому использованию графена и первоначальный успех был достигнут по применению графена в электронике: были созданы туннельные подевые транзисторы [Xinran Wang (2008) и Britneil L., (2012)] и радары [Vladimir Volman, 2014].

Для превращения полуметаллического графена в полупроводник или для уменьшения полупроводниковой проводимости h-BN существует несколько методов введения дефектов - химическая адсорбция [Jiayu Dai, 2009], допирование [Beidou Guo, 2010], формирование вакансий путём удаления атомов [Azevedo S., 2009] или внесения топологических дефектов Стоун-Вальса [David J Appelhans, 2010]. Авторам [Sugawara К., 2011] удалось экспериментальное получение интеркалирования атомами лития в двухслойном графене на подложке карбида кремния. Электронные и энергетические характеристики монослоя гексагонального нитрида бора теоретически и экспериментально изучены в работах [Nasim Alem, (2009) и Ribeiro R M, (2011)]. В [Ariel Ismach, 2012]

показаны успехи синтеза моно- и многослойных гексагонального нитрида бора методом химического осаждения паров.

Целью работы является путем моделирования и квантовомеханического расчета выявление особенностей электронно-энергетических и оптических характеристик: наночастиц графеноводородов и боронитридводородов как идеальных, так и с дефектами взаимоструктурного замещения; графеноподобного нитрида бора с дефектами типа замещения и вакансии; многослойных структур на основе графена и гексагонального нитрида бора как чистых, так и с внедренными в межплоскостное пространство атомами М щелочных металлов (М: Li, Na, К, Rb, Cs).

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Разработка моделей наночастиц графеноводородов и боронитридводородов как идеальных, так и с дефектами замещения.

2. Разработка модели графеноподобного нитрида бора с дефектами типа замещения и вакансии.

3. Разработка моделей многослойных структур на основе графена и нитрида бора как чистых, так и с внедренными атомами щелочных металлов.

4. Расчет, анализ и выявление особенностей энергетического спектра электронов и оптических характеристик указанных систем на основе теории функционала плотности.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые:

- Показано, что запрещенная зона наночастиц графеноводородов и боронитридводородов как идеальных, так и с дефектами взаимоструктурного замещения может варьироваться с помощью изменения их размеров или степени замещения.

- Установлено, что при введении дефектов типа (О—>N) и (Si—>В) h-BN-структура становится, полупроводником n-типа, а при введении дефекта (Ве—>В) полупроводником р-типа и их электроноэмиссионная способность значительно увеличивается.

- Показано, что в оптических спектрах поглощения замещенных /г-ЕШ-структур появляются низкоэнергетические полосы, обусловленные дефектами замещения.

- Получены расчетные электронно-энергетические характеристики многослой-ных графенов как чистых, так и с внедренными атомами щелочных металлов. Показаны зависимости выигрыша энергии и уровня химического потенциала от числа графеновых плоскостей и концентрации внедренных атомов щелочных металлов.

- Показано, что при интеркалировании двухслойных структур на основе графена и нитрида бора атомами лития их электроноэмиссионная способность увеличивается.

- Установлено, что запрещенная энергетическая щель конечнослойных графен-боронитридных структур либо очень мала, либо полностью отсутствует и зависит от числа слоев и их взаимной ориентации.

Научная и практическая ценность работы.

1. Полученные результаты продемонстрировали, что величина запрещенной зоны в наночастицах гарафеноводородов и боронитридводородов может варьироваться с помощью изменения их размеров или степени дефектов замещения. Такая уникальная возможность позволяет целенаправленно синтезировать наночастицы гарафеноводородов и боронитридводородов с требуемой величиной запрещенной энергетической щели и может найти применение в наноэлектронике.

2. При введении дефектов замещения ((О—(81—>В), (Ве—>В)) и дефектов типа вакансии (Ун, Ув) в /г-ВТЧ-структуру имеет место значительное увеличение ее электроноэмиссионной способности, что позволяет улучшить характеристики материалов электронных эмиттеров.

3. Результаты исследований электронно-энергетических характеристик многослойных графенов как чистых, так и допированных атомами щелочных металлов (1л, На, К, ЯЬ, Сб), могут быть использованы при разработке элементов

электронных и оптических устройств наноразмерных масштабов. В частности могут быть использованы при разработке литиевых аккумуляторных батарей.

4. Запрещенная энергетическая щель конечнослойных графен-боронитридных структур либо очень мала, либо полностью отсутствует и зависит от числа слоев и их взаимной ориентации. Эти результаты могут быть использованы для разработки материалов наноэлектроники на основе графена и нитрида бора.

Объекты и методы исследования.

В качестве объектов исследования выбраны:

а) наночастицы графеноводородов и боронитридводородов как идеальных, так и с дефектами взаимоструктурного замещения;

б) графеноподобный нитрид бора с дефектами типа замещения и вакансии;

с) многослойные структуры на основе графена и гексагонального нитрида бора как чистых, так и с внедренными в межплоскостное пространство атомами М щелочных металлов (М: 1л, Иа, К, ЯЬ, Сб).

Для исследования электронно-энергетических характеристик и оптического спектра поглощения применены современные расчетные схемы на основе теории функционала электронной плотности с учетом оптимизации геометрии изучаемых систем. На основе рассчитанной электронно-энергетической структуры изучены эмиссионные и оптические свойства графеноподобного нитрида бора и многослойных структур на основе графена и гексагонального нитрида бора.

Положения, выносимые на защиту:

1. Величина запрещенной зоны наночастиц гарафеноводородов и боронитридводородов как идеальных, так и с дефектами взаимоструктурного замещения может варьироваться с помощью изменения их размеров или степени замещения.

2. При введении дефектов (О—и (81—>В) /г-В1\[-структура становится, полупроводником л-типа, а при введении дефекта (Ве-^-В) полупроводником р-типа и их электроноэмиссионная способность значительно увеличивается. В

оптических спектрах поглощения /г-ВИ-структур с дефектами появляются низкоэнергетические полосы, обусловленные переходами электронов с участием как донорных, так и акцепторных состояний, возникающих в запрещенной зоне бездефектного материала при его модифицировании дефектами.

3. При образовании многослойных графенов из однослойных имеет место выигрыш энергии и уровень химического потенциала смещается в область более низких энергий с ростом числа графеновых плоскостей. Причем однослойный графен, двухслойный графен со сдвигом плоскостей и трёхслойный графен без сдвига и со сдвигом плоскостей - полуметаллы с нулевой запрещённой зоной. В двухслойном графене без сдвига плоскостей и в четырёхслойном графене со сдвигом и без сдвига имеется незначительная энергетическая щель между занятыми и вакантными состояниями.

4. Внедрение в многослойные графены атомов щелочных металлов (М:

К, Шэ, Сб) приводит к выигрышу энергии и смещению уровня химического потенциала /л в область более высоких энергий. Выигрыш энергии и положение уровня химического потенциала зависят от числа графеновых слоев и концентрации внедренных атомов щелочных металлов.

5. Внедрение в двухслойные (СС)/(СС)-, (СС)/(В1\[)- и (ВЫ)/(ВК)- структуры атомов лития (1л) приводит к стабилизации этих структур. Положение уровня химического потенциала ¡л перемещается в сторону более высоких энергий и электроноэмиссионная способность увеличивается, при этом она возрастает в ряду ((СС)/П/(СС), (СС)/1л/(ВН), (ВНУЩВИ)).

6. Запрещенная зона конечнослойных графен-боронитридных структур либо очень мала, либо полностью отсутствует. Эта величина зависит от числа слоев и от их взаимной ориентации.

Достоверность результатов обеспечивается применением

вычислительных схем высокого уровня (широко апробированных ранее в задачах физики многоатомных систем), а также получением ряда результатов, хорошо согласующихся с теоретическими и экспериментальными выводами других исследователей.

Апробация результатов. Результаты исследования докладывались на одиннадцатой всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 2009 г.), на XIV-ой региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2009 г.), на юбилейном смотре-конкурсе научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ (Волгоград, 2010 г.), на 53-ой научной конференции МФТИ (Долгопрудный, 2010г.), на всероссийских научных конференциях студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-16, 17 (2010 - 2011 г.), на международных семинарах по физико-математическому моделированию систем (Воронеж, 2010 г., 2011 г., 2012 г., 2014 г.).

Публикации. Основные научные результаты опубликованы в следующих рецензируемых журналах: "Российские нанотехнологии (Nanotechnologies in Russia)", "Химическая физика", "Известия ВолгГТУ. Серия «Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь»" и "Наноструктуры. Математическая физика и моделирование". Всего - 15 печатных работ, из них 4 статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК [6-9], 5 статьей в журналах и сборниках материалов международных семинаров [10-14] и 6 тезисов докладов [15-20].

Соответствие паспорту научной специальности. Указанная область исследования соответствует паспорту специальности 01.04.04 - «Физическая электроника», а именно пункту 1 - «Эмиссионная электроника, включая процессы на поверхности, определяющие явления эмиссии, эмиссионную спектроскопию и все виды эмиссии заряженных частиц» и пункту 4 — «Физические явления в твердотельных микро- и наноструктурах, молекулярных структурах и кластерах; проводящих, полупроводниковых и тонких диэлектрических пленках и покрытиях».

Личный вклад автора заключается в том, что им а) построены модели исследуемых объектов; б) проведены расчеты электронно-энергетических и оптических характеристик исследованных структур [6-20]; в) совместно с

научным руководителем сформулированы задачи исследования и проанализированы результаты компьютерного моделирования. Основные положения диссертации опубликованы в соавторстве с научным руководителем.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка использованной литературы. Работа изложена на 111 страницах, включая 32 рисунка и 14 таблиц. Список цитированной литературы содержит 116 ссылок.

Глава 1. Обзор методов исследования, моделирования и расчета графеновых и гексагональных боронитридных структур

1.1 Обзор результатов исследования графена и гексагонального нитрида

бора

В этой части приводится обзор основных научных публикаций, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям, а также применениям графена и гексагонального нитрида бора. Уникальность свойств графена хорошо известна, и число публикуемых работ по теоретическим и экспериментальным исследованиям его свойств постоянно увеличивается. Они привлекают исследователей из множества различных областей. В работах [21-24] группы А. Гейма и К. С. Новосёлова продемонстрирован успех получения монослойного графита - графенового листа в свободном состоянии. Авторы показали что, графеновые листы отделяются от кристаллического графита либо в результате трения небольших кристалликов графита друг от друга, либо с помощью липкой ленты, последующее растворение которой в кислоте приводит к получению индивидуальных графеновых слоёв. С помощью данного метода оказалась возможным получение монослоёв с размерами до 10 мкм. Такая методика получения ленты может быть применена к другим слоистым материалам. После получения графена методом микромеханического расслоения появились другие методы, которые были освещены в работах [25]. В работе [26] представлен метод эпитаксиального роста графена на поверхности рутения Ru(0001). Синтез графена, который проводился в условиях глубокого вакуума, контролировался in situ методом дифракции медленных электронов. Это позволяло не только наблюдать за процессом формирования однослойных листов графена, но также фиксировать момент возникновения второго слоя. В работе [27] было сообщено о получении плёнки из графена метрового размера с помощью метода химического осаждения. Технология получения материала состоит в следующем: графен выращивается на листах медной фольги методом химического осаждения из паровой фазы, затем с помощью валика раскатывается на полимере. Медь

удаляется травлением, после чего графен наносится на подложку путём пропускания через валики с одновременным нагревом 90 - 120 °С). Полученная структура состоит преимущественно из однослойного графена с двухслойными и многослойными островками. Материал обладает характеристиками, превосходящими характеристики известных аналогов (таких, как плёнки из оксида индия и олова или углеродные нанотрубки), что делает его перспективным для использования в современной электронике. В этой же работе авторы успешно использовали полученную графеновую плёнку как основу для сенсорного дисплея. В работе [28] авторы анализировали влияние качества подготовки подложки и других параметров процесса на свойства плёнок, полученных при разных давлениях и температурах на медной фольге и более тонких слоях меди. В этой же работе также обсуждаются способы получения крупных монокристаллических доменов графена и их свойства, а также технологии, не требующие переноса плёнки графена на диэлектрическую подложку. Ещё один обсуждаемый в этой статье важный подход - это возможность латерального роста графена из специально сформированных мультиграфеновых или углеродсодержащих зародышей с использованием металлических катализаторов.

В работе [29] авторы проводили экспериментальное измерение теплопроводности однослойного графена. Результаты измерений показывают, что коэффициент теплопроводности индивидуального графена более чем вдвое превышает соответствующее значение для кристаллического графита к * 2000Вт м~1К~1. В работе [30] проведено экспериментальное исследование зависимости коэффициента теплопроводности плёнок, составленных из индивидуальных графеновых слоёв, от числа таких слоёв. С целью исключения зависимости коэффициента теплопроводности графена от его поперечного размера, эти данные приведены к единому размеру 5 мкм. В этой работе авторы проводили сравнение результатов измерений коэффициента теплопроводности индивидуального однослойного графена, выполненных при использовании различных методов. Установлено, что уже нескольких слоёв достаточно, чтобы

коэффициент теплопроводности такой структуры приблизился к значению, характерному для кристаллического графита. Кроме того, в работе [31] приведен результат экспериментального измерения для образцов графена, подвешенного над углублением размером 44 мкм. Полученное значение коэффициента теплопроводности графена (к&630Втм~1К~1) оказалось в несколько раз ниже максимальных измеренных значений. Данный результат также подтверждает репутацию графена как материала, хорошо проводящего тепло. В работе [32] авторы использовали методику Клеменса для исследования зависимости теплопроводности идеального графена от размера листа. Результаты показали, что независимо от выбора значения параметра Грюнайзена, теплопроводность является монотонно возрастающей функцией размера листа. Значение теплопроводности для Ь — 10 мкм (Ь - размер листа графена) при комнатной температуре оказалось близким к величине к «4000 Вт м'хК'1, что заметно превышает величину, рассчитанную Клеменсом для такого же размера листа.

Графен обладает множеством уникальных электронных свойств, подробно освещенных в работах [1, 33-40]. В работах [1, 33] исследованы электронный транспорт в графене и коллективные электронные явления в графене. В работах [34- 36] даны обзоры результатов исследования физических свойств и химических свойств графена и оксида графена, также приведены обзоры методов получения и применения графена в нанотехнологиях. В работе [37] исследованы новые физические эффекты в графене, обусловленные высокой подвижностью носителей. Авторы выявили особенности зонной структуры вблизи точки электронейтральности и гигантский спиновый эффект Холла в графене. В [25, 38] представлен обзор современного состояния исследований в области графена. Анализируются фононные свойства графена и его характеристики, которые определяются этими свойствами. В частности, обсуждается проблема определения теплопроводности графена и последние экспериментальные и теоретические достижения в этом направлении. Обсуждаются проблемы стабильности двумерных кристаллических структур и размерные эффекты, которые проявляются в зависимости характеристик графена от его поперечных

размеров. В работе [39] авторы систематизировали литературные данные с точки зрения химика. Авторы особое внимание уделили химическим методам синтеза графеноподобных материалов из различных предшественников - природного и синтетического графита, оксида графита, интеркалированных соединений графита и др. Рассмотрены подходы к химическому модифицированию графеновой плоскости с помощью различных реагентов и пути получения коллоидных дисперсий графена. В работе [40] систематизируется большой объём опубликованных данных по структурам, основанным на графене и имеющим полупроводниковые свойства, обусловленные различными причинами -дефектами в структуре, другим типом связи между атомами, поверхностными или квантовыми размерными эффектами.

В работе [41] описан первый туннельный транзистор на основе графена. Вертикальная конструкция представляла собой два параллельных листа графена (сток и исток), разделенных туннельной прозрачной диэлектрической прослойкой из нитрида бора. Высота туннельного барьера и концентрация электронов в контактах регулировались нижним затвором. Влияние затвора на проводимость канала в данном устройстве, как показали измеренные характеристики, было слабым, и отношение токов открытого и закрытого состояния достигало лишь значения 50. В работе [42] авторы предложили новую конструкцию туннельного транзистора на графене, в которой ток экспоненциально зависит от напряжения на затворе, а подпороговая крутизна приближается к термоэмиссионному пределу. Особенностью транзистора является наличие полупроводникового (или диэлектрического) туннельного зазора в канале. В работе [43] авторы нашли применение графена в радарах. Композиционный материал на основе графена предложено использовать для защиты от непогоды радарных антенн. Материал проводит ток и при этом пропускает радиоволны, поэтому из него можно сделать обогреваемые колпаки с защитой от обледенения.

До сих пор, исследование графена, выращенного на подложке из гексагонального нитрида бора, интересует исследователей. В работе [44] авторы проводили исследование электронных свойств двухслойных графенов на

поверхности многослойного гексагонального нитрида бора методом теории функционала плотности. Также, в роботах [45-47] авторы использовали метод теории функционала плотности для изучения электронных свойств двухслойных структур гексагонального графен-нитрида бора в стабильной конфигурации. Авторы показали, что электрическое поле, приложенное в направлении, перпендикулярном слоям, значительно изменяет электронную структуру исследуемых систем. В [48, 49] авторы провели экспериментальное и теоретическое исследование зависимости ширины запрещенной зоны от размера дефектов (домен гексагонального нитрида бора) в монослойном графене. Результаты показали, что ширину запрещенной зоны можно регулировать путем изменения концентрации дефектов замещения. Кроме того, в работах [50-53] продемонстрирован успех синтеза доменов графена на подложке гексагонального нитрида бора методом химического осаждения паров.

Монослой гексагонального нитрида бора обладает полупроводниковой проводимостью (это же относится к их двух-, трёх- и более- слойным структурам) [54-57, 4]. Электронные и энергетические характеристики таких структур теоретически и экспериментально изучены в работах [54, 55]. В [57, 4] показаны успехи синтеза моно- и многослойных гексагонального нитрида бора методом химического осаждения паров. Авторы получили большую площадь /г-BN пленок, состоящих от двух до пяти атомных слоев. Для этих пленок характерны большая величина энергии запрещенной зоны (~ 5,5 эВ) и высокая прозрачность в широком диапазоне длин волн.

Для превращения полуметаллического графена в полупроводник или для уменьшения полупроводниковой проводимости /г-BN существует несколько методов введения дефектов - химическая адсорбция [58-61], допирование [62, 63], формирование вакансий путём удаления атомов [64-66] или внесения топологических дефектов Стоун-Вальса [67, 68]. В ряде работ [61, 69, 70] были изучены зависимости электронных свойств графита и гексагонального нитрида бора от видов щелочных металлов, внедренных в пространство между плоскостями.

Таким образом, обзор современного состояния исследований в области физики материалов на основе графена и гексагонального нитрида бора выявляет необходимость дальнейшего изучения электронных структур графена и гексагонального нитрида бора с различными дефектами замещений, а также необходимость разработки электронных свойств их морфологии с внедрением различных атомов щелочных металлов в пространстве между плоскостями.

1.2 Моделирование и расчетные схемы применительно к графеновым и гексагональным боронитридным структурам

1.2.1 Модель молекулярного кластера с замыканием оборванных валентностей одновалентными псевдоатомами

При развитии квантовой механики и квантовой химии, для расчета различных свойств твёрдого тела, используют молекулярные модели [71], представляющие собой отдельный фрагмент твердотельной структуры плюс условия, налагаемые на граничные атомы. Применение молекулярных моделей целесообразно прежде всего при исследовании явлений в твердых телах, которые не поддаются описанию в рамках зонной теории. К таким явлениям относятся адсорбция и катализ, связанные с процессами на поверхности кристаллов; существенные для практических применений свойства твердых тел, обусловленные наличием примесей или дефектов структуры. При описании этих явлений молекулярные модели оказываются весьма плодотворными. В рамках молекулярных моделей удается описать так называемые локальные свойства твердых тел перераспределение электронной плотности вокруг отдельного атома, характер его взаимодействия с ближайшими соседями. Такие свойства оказываются существенными для описания кристаллов с физически выделенным отдельным атомом или группой атомов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Та Динь Хиен, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Морозов, С. В. Электронный транспорт в графене / С. В. Морозов, К. С. Новоселов, А. К. Гейм // Успехи Физических Наук. - 2008. - Т. 178, №. 7. - С. 776-780.

2. Fine Structure Constant Defines Visual Transparency of Graphene / R. R. Nair [et al.]

// Science. - 2008. - Vol. 320. - P. 1308.

3. Frank, I. W. Mechanical properties of suspended graphene sheets /1. W. Frank, D. M.

Tanenbaum // Journal of Vacuum Science & Technology. - 2007. - B. 25. - P. 2558.

4. Large Scale Growth and Characterization of Atomic Hexagonal Boron Nitride Layers

/ Li Song [et al.] // ACS. Nano Letters. - 2010. - Vol. 10. - P. 3209-3215.

5. Synthesis of Few-Layer Hexagonal Boron Nitride Thin Film by Chemical Vapor Deposition / Yumeng Shi [et al.] // Nano Letter. - 2010. - Vol. 10. - P. 4134-4139.

6. Литинский, A.O. Энергетический спектр электронов в многослойных графенах,

допированных атомами щелочных металлов / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Российские нанотехнологии. - 2012. - Т. 7, № 3-4 (март-апрель). - С. 71-75.

7. Литинский, А. О. Электронно-энергетические и оптические характеристики двухмерных графен-боронитридных структур / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Химическая физика. - 2014. - Т. 33. №. 10. - С. 29-35.

8. Литинский, А.О. Электронно-энергетические, магнитные и абсорбционные

характеристики графеноподобного гексагонального нитрида бора с дефектами типа замещения и вакансии / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Известия ВолгГТУ. Серия «Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь». Вып. 7: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2013. - № 3 (106). - С. 33-40.

9. Литинский, А.О. Электронно-энергетические и оптические характеристики

двухслойных графен-графеновых, графен-боронитридных и боронитрид-боронитридных структур, допированных атомами лития / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Известия ВолгГТУ. Серия «Электроника, измерительная

техника, радиотехника и связь». Вып. 8: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. -Волгоград, 2013. - № 23 (126). - С. 27-33.

10. Литинский, А.О. Энергетический спектр электронов наночастиц графеноводородов и боронитридводородов с дефектами взаимоструктурного замещения / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Наноструктуры. Математическая физика и моделирование. - 2011. - Т. 4, № 1. - С. 23-31.

11. Литинский, А.О. Электронные состояния и энергетический спектр графеноводородов и боронитридводородов идеального строения и с дефектами изовалентного "ячеечного" замещения / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Физико-математическое моделирование систем: матер. VI междунар. семинара (Воронеж, 27-28 нояб. 2009 г.) / ГОУ ВПО "Воронежский гос. техн. ун-т" [и др.]. - Воронеж, 2010. - Ч. 2. - С. 35-40.

12. Литинский, А.О. Энергетический спектр электронов в многослойных графенах. Эффекты внедрения атомов щелочных металлов / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Физико-математическое моделирование систем: матер. VII междунар. семинара / ГОУ ВПО "Воронежский гос. техн. ун-т" [и др.]. -Воронеж, 2011. - Ч. 2. - С. 44-50.

13. Литинский, А.О. Электронно-энергетические и оптические характеристики тонких плёнок гексагонального нитрида бора / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Физико-математическое моделирование систем: матер. IX междунар. семинара (Воронеж, 30 нояб. - 1 дек. 2012 г.) / Воронежский гос. техн. ун-т, Ин-т проблем физической химии РАН. - Воронеж, 2012. - Ч. 1. - С. 99-104.

14. Литинский, А.О. Особенности энергетического спектра электронов двухслойных графеновых и нитридборных структур, допированных атомами лития / Литинский А.О., Та Динь Хиен // Физико-математическое моделирование систем: матер. XI междунар. семинара (г. Воронеж, 29-30 нояб. 2013 г.). Ч. 1 / Воронеж, гос. техн. ун-т, Ин-т проблем химической физики РАН. - Воронеж, 2014. - С. 69-76.

15. Та, Динь Хиен. Энергетический спектр электронов наночастиц графеноводородов и боронитридводородов с дефектами замещения, не

нарушающими симметрию / Та Динь Хиен, Литинский А.О. // Одиннадцатая всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 30 нояб.- 4 дек. 2009 г.) : тез. докл. / С.-Пб. гос. политехи, ун-т [и др.] . - СПб., 2009. - С. 93.

16. Та, Динь Хиен. Дефекты изовалентного структурного замещения - регуляторы ширины области запрещённых энергий в наночастицах графеноводородов и боронитридводородов / Та Динь Хиен, Литинский А.О. // ВНКСФ-16 : матер, шестнадцатой всерос. науч. конф. студентов-физиков и молодых учёных (г. Волгоград, 22-29 апр. 2010 г.) : информ. бюллетень / Ассоциация студ.-физиков и мол. учёных России [и др.]. - Екатеринбург ; Волгоград, 2010. - С. 226-227.

17. Та, Динь Хиен. Структура энергетических зон графеновых плоскостей, стабилизированных Ван-дер-Ваальсовским взаимодействием / Та Динь Хиен, Литинский А.О. // Тезисы докладов юбилейного смотра-конкурса научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ, Волгоград, 1114 мая 2010 г. / ВолгГТУ, Совет СНТО. - Волгоград, 2010. - С. 13-14.

18. Та, Динь Хиен. Энергетическая структура двухслойных графенов, допированных атомами щелочных металлов / Та Динь Хиен, Литинский А.О. // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук : тр. 53-й науч. конф. МФТИ. Ч. V. Физическая и квантовая электроника / МФТИ (гос. ун-т) [и др.]. - М.; Долгопрудный, 2010. - С. 103-105.

19. Та, Динь Хиен. Энергетический спектр электронов в графеноводородных и боронитридводородных наночастицах с внутриплоскостными дефектами / Та Динь Хиен, Литинский А.О. // XIV региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области (11-13 нояб. 2009 г.). Вып. 4. Физика и математика : тез. докл. / ГОУ ВПО "Волгогр. гос. ун-т " [и др.]. - Волгоград, 2010. - С. 67-72.

20. Та, Динь Хиен. Энергетический спектр электронов двухслойных графенов, допированных атомами щелочных металлов / Та Динь Хиен, Литинский А.О.

11 ВНКСФ-17 : сб. тез. докл. 17-й всерос. науч. конф. студ.-физиков и молодых учёных, г. Екатеринбург, 25 марта - 1 аир. 2011 г. / Ассоциация студ.-физиков и мол. учёных России [и др.]. - Екатеринбург, 2011. - С. 205-206.

21. Electric field effect in atomically thin carbon films / K.S Novoselov [et al.] // Science. - 2004. - Vol. 306. - P. 666-669.

22. Two-dimensional atomic crystals / K.S Novoselov [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. - 2005. - Vol. 102. №. 30. - P. 1045110453.

23. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene / K.S Novoselov [et al.] // Nature. - 2005. - Vol. 438. - P. 197-200.

24. Geim, A. K. The rise of graphene / A. K. Geim, K. S. Novoselov // Nature Materials. - 2007. - Vol. 6.-P. 183-191.

25. Графен: методы получения и теплофизические свойства / А. В. Елецкий [и др.] // Успехи физических наук. - 2011. - Т. 181. №. 3. - С. 233-268.

26. Epitaxial graphene on ruthenium / P. W. Sutter, J. I. Flege, E. A. Sutter // Nature Materials. - 2008. - Vol. 7. №. 5. P. 406-411.

27. Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes / S. Bae [et al.] // Nature Nanotechnology. - 2010. - Vol. 5. - P. 574-578.

28. Атонова, И. В. Современные тенденции развития технологий выращивания графена методом химического осаждения паров на медных подложках / И. В. Атонова // Успехи Физических Наук. - 2013. - Т. 183, №. 10. - С. 1115-1122.

29. Superior Thermal Conductivity of Single-Layer Graphene / A. A. Balandin [et al.] // ACS. Nano Letters. - 2008. - Vol. 8. - P. 902-907.

30. Dimensional crossover of thermal transport in few-layer graphene / S. Ghosh [et al.] // Nature Materials. - 2010. - Vol. 9. №. 7. - P. 527-601.

31. Thermal Conductivity of Graphene in Corbino Membrane Geometry / Clement Faugeras [et al.] // ACS. Nano. - 2010. - Vol. 4. - P. 1889-1892.

32. Lattice thermal conductivity of graphene flakes Comparison with bulk graphite / D. L. Nika [et al.] // Applied Physics Letters. - 2009. - Vol. 9. - P. 203103.

33 .Лозовик, Ю. Е. Коллективные электронные явления в графене / Ю. Е. Лозовик, С. П. Меркулова, А. А. Соколик // Успехи Физических Наук. - 2008. -Т. 178, №. 7.-С. 757-776.

34. Dresselhaus, М. S. Perspectives on the 2010 Nobel Prize in Physics for Graphene / M. S. Dresselhaus, P. T. Araujo // ACS. Nano. - 2010. - Vol. 4. №. 11. P. 62976302.

35. Graphene and Graphene Oxide: Synthesis, Properties, and Applications / By Yanwu Zhu [et al.] // Advanced Materials. - 2010. - Vol. 22. - P. 3906-3924.

36. Matthew, J. A. Honeycomb Carbon: A Review of Graphene / Matthew J. Allen, Vincent C. Tung, Richard B. Kaner // Chemical Reviews. - 2010. - Vol. 110. P. 132-145.

37. Морозов, С. В. Новые эффекты в графене с высокой подвижностью носителей / С. В. Морозов // Успехи Физических Наук. - 2012. - Т. 182, №. 4. - С. 437442.

38. Новосёло, К. С. Графен: материалы Флатландии / К. С. Новосёлов // Успехи Физических Наук.-2011.-Т. 181, №. 12. - С. 1329-1311.

39. Графен: химические подходы к синтезу и модифицированию / Е. Д. Грайфер [и др.] // Успехи химии. - 2011. - Т. 80, №. 8. - С. 784-804.

40. Сорокин, П. Б. Полупроводниковые наноструктуры на основе графена / П. Б. Сорокин, Л. А. Чернозатонский // Успехи Физических Наук. - 2013. - Т. 183, №. 2.-С. 113-132.

41. Field-Effect Tunneling Transistor Based on Vertical Graphene Heterostructures / L. Britnell [et al.] // Sciene. - 2012. - Vol. 335. - P. 947-950.

42. Туннельные полевые транзисторы на основе графена / Д. А. Свинцов [и др.] // Физика и Техника Полупроводников. - 2013. - Т. 47, №.2. - С. 244-250.

43. Radiofrequency Transparent, Electrically Conductive Graphene Nanoribbon Thin Films as Deicing Heating Layers / Vladimir Volman [et al.] // ACS. Appl. Mater. Interfaces. - 2014. - Vol. 6, №.1. - P. 298-304.

44. Bilayer graphene on /z-BN substrate: investigating the breakdown voltage and tuning the bandgap by electric field / J. E. Padilha [et al.] // Phys. Condens. Matter. -2012.-Vol. 24. P. 075301.

45. Substrate-induced band gap in graphene on hexagonal boron nitride: Ab initio density functional calculations / Gianluca Giovannetti [et al.] // Physical Review B. -2007.-Vol. 76. P. 073103.

46. Slawinska, J. Energy gap tuning in graphene on hexagonal boron nitride bilayer system / J. Slawinska, I. Zasada, Z. Klusek // Physical Review B. - 2010. - Vol. 81. -P. 155433.

47. Hexagonal boron nitride intercalated multi-layer graphene: a possible ultimate solution to ultra-scaled interconnect technology / Yong-Jun Li [et al.] // AIP Advances. - 2012. - Vol. 2. P. 012191.

48. Atomic layers of hybridized boron nitride and graphene domains / Lijie Ci [et al.] // Nature materials. - 2010. - Vol. 9. - P. 430-435.

49. Qing Pengn. Tunable band gaps of mono-layer hexagonal BNC heterostructures / Qing Pengn, Suvranu De // Physica E. - 2012. - Vol. 44. - P. 1662-1666.

50. Towards Single-layer Uniform Hexagonal Boron Nitride-Graphene Patchworks with Zigzag Linking Edges / Yabo Gao [et al.] // ACS. Nano Lett. - 2013. - Vol. 13, №. 7.-P. 3439-3443.

51. Continuous Growth of Hexagonal Graphene and Boron Nitride In-Plane Heterostructures by Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition / Gang Hee Han [et al.] // ACS. Nano. -2013. -Vol. 7. №. 11.-P. 10129-10138.

52. Graphene and boron nitride lateral heterostructures for atomically thin circuitry / Mark P. Levendorf [et al.] // Nature. - 2012. - Vol. 488. - P. 627-632.

53. In-plane heterostructures of graphene and hexagonal boron nitride with controlled domain sizes / Zheng Liu [et al.] / Nature Nanotechnology. - 2013. - Vol. 8. - P. 119-124.

54. Ribeiro, R. M. Stability of boron nitride bilayers: Ground state energies, interlayer distances, and tight-binding description / R. M. Ribeiro, N. M. R. Peres // Phys. Rev. B. - 2011. - Vol. 83. - P.235312.

55. Atomically thin hexagonal boron nitride probed by ultrahigh-resolution transmission electron microscopy / Nasim Alem [et al.] // Physical Review B. - 2009. - Vol. 80. - P.155425.

56. Comparative Study of Carbon and BN Nanographenes: Ground Electronic States and Energy Gap Engineering / Xingfa Gao [et al.] // Phys. Chem. C. - 2008. - Vol. 112.-P. 12677-12682.

57. Toward the Controlled Synthesis of Hexagonal Boron Nitride Films / Ariel Ismach [et al.] // ACS. Nano. - 2012. - Vol. 6. №. 7 - P. 6378-6385.

58. Bandgap opening in graphene induced by patterned hydrogen adsorption / Richard Balog [et al.] // Nature materials. - 2010. - Vol. 9. №. 4. - P. 315-319.

59. Towards hybrid superlattices in graphene / Zhengzong Sun [et al.] // Nature communications. - 2011. - Vol. 2.- P. 559.

60. Adsorption of H20, CO2, 02, Ti and Cu on Graphene: A molecular modeling approach / Hilal S Wahab [et al.] / International Journal of Basic & Applied Sciences. - 2012. - Vol. 12. №. 6. - P. 234-240.

61. Gas adsorption on graphene doped with B, N, Al, and S: A theoretical study / Jiayu Dai [et al.] // Applied Physics Letters. - 2009. - Vol. 95.- P. 232105.

62. Fumiyasu Oba. Doping of hexagonal boron nitride via intercalation: A theoretical prediction / Fumiyasu Oba, Atsushi Togo // Physical Review B. - 2010. - Vol. 81-P. 075125.

63. Controllable N-Doping of Graphene / Beidou Guo [et al.] // ACS. Nano Letters. -

2010. - Vol. 10. - P. 4975-4980.

64. Теоретическое исследование влияния вакансий на электронную структуру монослоя гексагонального нитрида бора / М. В. Сержантова [и др.] // ЖЭТФ. -

2011. - Т. 139. Вып. 4. - С. 764-768.

65. Band gap engineering in graphene and hexagonal BN antidot lattices: A first principles study / Aihua Zhang [et al.] //Applied Physics Letters. - 2011. - Vol. 98.-P. 023105.

66. Electronic structure of defects in a boron nitride monolayer / S. Azevedo [et al.] // The European Physical Journal B. -2009. - Vol. 67. - P. 507-512.

67. Symmetry Breaking Induced Bandgap in Epitaxial Graphene Layers on SiC / Xiangyang Peng, Rajeev Ahuja // ACS. Nano Letters. - 2008. - Vol. 8. №. 12. - P. 4464-4468.

68. Embedded ribbons of graphene allotropes: an extended defect perspective / David J Appelhans [et al.] // New Journal of Physics. - 2010. - Vol. 12. - P. 125006.

69. Intercalation of graphite and hexagonal boron nitride by lithium / B. Altintas [et al.] // The European Physical Journal B. - 2011. - Vol. 79. - P. 301-312.

70. Ca intercalated bilayer graphene as a thinnest limit of superconducting C6Ca / Kohei Kanetan [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2012. - Vol. 109. №. 48-P. 19610-19613.

71. Эварестов, P. А. Квантовохимические методы в теории твёрдого тела / Р. А. Эварестов. Изд. Ленинградского университета, 1982. -280с.

72. Martin R.M. Electronic Structure. Basic theory and practical methods. - New York: Cambridge University Press. - 2004. - 624 p.

73. Koch, W. A Chemist's Guide to Density Functional Theory / W. Koch, M.C. Holthausen // Weinheim: Wiley-VCH. 2001. 293pp.

74. Кон В. Электронная структура вещества - волновые функции и функционалы плотности / Кон В. // Успехи Физических Наук. - 2002. - Т. 172, №3. - С. 336348.

75. Hohenberg, Р. Inhomogeneous Electron Gas / Hohenberg P., Kohn W // Physical Review. - 1964. - Vol. 136, № 3. - P. 864—871.

76. Kohn, W. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects / W. Kohn, L.J. Sham // Physical Review Letters. - 1965. - Vol. 140, № 4. - P. 1133-1138.

77. Qin Wu. Empirical correction to density functional theory for van der Waals interactions / Qin Wu, Weitao Yang // Journal of Chemical Physics. - 2002. - Vol. 116, №2.-P. 515-524.

78. Grimme, S. Accurate Description of van der Waals Complexes by Density Functional Theory Including Empirical Corrections / S. Grimme // Journal of Computational Chemistry. - 2004. - Vol. 25. №. 12. - P. 1463-1473.

79. Grimme, S. Semiempirical GGA-Type Density Functional Constructed with a LongRange Dispersion Correction / Stefan Grimme // Journal of Computational Chemistry. - 2006. - Vol. 27. №. 15. - P. 1787-1499.

80. Grimme, S. Effect of the Damping Function in Dispersion Corrected Density Functional Theory / S. Grimme, S. Ehrlich, L. Goerigk // Journal of Computational Chemistry.-2011.-Vol. 32.-P. 1456-1465.

81. Restoring the Density-Gradient Expansion for Exchange in Solids and Surfaces / J. P. Perdew [et al.] // Physical Review Letters. - 2008. - Vol. 100. - P. 136406.

82. Van der Waals Density Functional for General Geometries / M. Dion [et al.] // Physical Review Letters. - 2004. - Vol. 92. №. 24. - P. 246401.

83. Vydrov, O. A. Nonlocal van der Waals Density Functional Made Simple / O. A. Vydrov, T. V. Voorhis // Physical Review Letters. - 2009. - Vol. 103. - P. 063004.

84. Higher-accuracy van der Waals density functional / Kyuho Lee [et al.] // Physical Review B. - 2010. - Vol. 82.-P. 081101.

85. Marder M.P. Condensed matter physics. - New York: John Wiley & Sons, Inc., 2000. - 898 p.

86. Martin R.M. Electronic Structure. Basic theory and practical methods. - New York: Cambridge University Press, 2004. - 624 p.

87. General atomic and molecular electronic structure system / M. W. Schmidt [et al.] // J. Comput. Phys. - 1993. - Vol. 14, № 11. - P. 1347-1363.

88. Gordon, M. S. Chapter 41 - Advances in electronic structure theory: {GAMESS} a decade later / M. S. Gordon, M. W. Schmidt // Theory and Applications of Computational Chemistry / Ed. by C. E. Dykstra, G. Frenking, K. S. Kim, G. E. Scuseria. - Amsterdam: Elsevier, 2005. - P. 1167-1189.

89. Becke, A. D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange / A. D. Becke // J. Chem. Phys. - 1993. - Vol. 98, № 7. - P. 5648-5652.

90. Lee, C. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density / C. Lee, W. Yang, R. G. Parr // Phys. Rev. B. -1988. - Vol. 37, № 2. - P. 785-789.

91. Energy Gaps in Graphene Nanoribbons / Young-Woo Son [et al.] // Phisical Review Letters. - 2006. - Vol. 97. - P. 216803.

92. Hexagonal Boron Nitride (hBN) - Applications from Metallurgy to Cosmetics / Martin Engler [et al.] // Process Engineering. - 2007. - Vol. 84. №. 12. - P.49-53.

93. The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation. / Soler J.M. [et al.] // Journal of Physics Condensed Matter. - 2002. - Vol. 14. - P. 2745-2779.

94. Ordejon, P. Self-consistent order-N density-functional calculations for very large systems / P. Ordejon, E. Artacho, J. M. Soler // Phys. Rev. B. -1996. -Vol. 53, № 16.-P. R10441-R10444.

95. Perdew, J.P. Generalized Gradient Approximation Made Simple / Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Physical Review Letters. - 1996. - Vol. 77, № 18. - P. 3865-3868.

96. Troullier N. Efficient pseudopotentials for plane-wave calculations / Troullier N., Martins J.L. // Physical Review B. - 1991. - Vol. 43, № 3. - P. 1993-2006.

97. Kleinman L. Efficacious Form for Model Pseudopotentials / Kleinman L., Bylander D.M. // Physical Review Letters. - 1982. - Vol. 48, № 20. - P. 1425-1428.

98. Monkhorst H.J. Special points for Brillouin-zone integrations / Monkhorst H.J., Pack J.D. // Physical Review B. - 1976. - Vol.13. - P. 5188-5192.

99. Martin, P. C. Sum Rules, Kramers-Kronig Relations, and Transport Coefficients in Charged Systems / P. C. Martin // Phys. Rev. - 1967. - Vol. 161. - P. 143.

100. Dresselhaus, M. S. Intercalation compounds of graphite / M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus // Advances in Physics. - 2002. - Vol. 51, № 1. - P. 1-186.

101. Дядин, Ю. А. Графит и его соединения включения / Ю. А. Дядин // Соросовский образовательный журнал. - 2000. - Т. 6, № 10. - С. 43-49.

102. Formation of Lithium-Graphite Intercalation Compounds in Nonaqueous Electrolytes and Their Application as a Negative Electrode for a Lithium Ion (Shuttlecock) Cell / Tsutomu Ohzuku, Yasunobu Iwakoshi, Keijiro Sawai // Journal of The Electrochemical Society. - 1993. - Vol. 140. №. 9. - P. 2490.

103. Angle-resolved ultraviolet photoemission study of first stage alkali-metal graphite intercalation compounds / N. Gunasekara [et al.] // Z. Phys. B. Condensed Matter. -1988. - Vol. 70,1. 3. - P. 349-355.

104. The role of the interlayer state in the electronic structure of superconducting graphite intercalated compounds / Gabor Csanyi [et al.] // Nature Physics. - 2005. Vol.1.-P. 42.

105. Fabrication of Li-intercalated bilayer graphene / K. Sugawara [et al.] // AIP Advances. - 2011. - Vol. 1. - P. 022103.

106. Adsorption of Single Li and the Formation of Small Li Clusters on Graphene for the Anode of Lithium-Ion Batteries / Xiaofeng Fan [et al.] // ACS. Applied Materials & interfaces. - 2013. - Vol.5. P. 7793-7797.

107. Li Absorption and Intercalation in Single Layer Graphene and Few Layer Graphene by First Principles / Eunseok Lee, Kristin A. Persson // Nano Letters. -2012. - Vol. 12. - P. 4624-4628.

108. Large Reversible Li Storage of Graphene Nanosheet Families for Use in Rechargeable Lithium Ion Batteries / EunJoo Yoo [et al.] // Nano Letters. - 2008. -Vol. 8, №8.-P. 2277-2282.

109. Blaber, M. G. Optical properties of intermetallic compounds from first principles calculations: a search for the ideal plasmonic material / M. G. Blaber, M. D. Arnold, M. J. Ford // Journal of Physics: Condensed Matter - 2009. - Vol. 21. - P. 144211.

110. The role of the interlayer state in the electronic structure of superconducting graphite intercalated compounds / G. Csanyi [et al.] // Nature Physics. - 2005. -Vol. l.-P. 42-45.

111. Giancarlo C. Optical properties of BN in cubic and layered hexagonal phases / Giancarlo Cappellini, Guido Satta // Physical Review B. - 2001. - Vol. 64. - P. 035104.

112. Sedelnikova O. V. Ab initio study of dielectric response of rippled graphene / O. V Sedelnikova, L. G. Bulusheva, A. V. Okotrub // The Journal of Chemical Physics. -2011.-Vol. 134.-P. 244707.

113. Optical spectroscopy of graphene: From the far infrared to the ultraviolet / Kin Fai Mak [et al.] // Solid State Communications. - 2012. - Vol. 152. P. 1341-1349.

114. Mak K. F. Seeing Many-Body Effects in Single- and Few-Layer Graphene: Observation of Two-Dimensional Saddle-Point Excitons / Kin Fai Mak, Jie Shan, Tony F. Heinz // Physical Review Letters. - 2011. Vol. 106. - P. 046401.

115. Spectroscopic ellipsometry of graphene and an exciton-shifted van Hove peak in absorption / V. G. Kravets [et al.] // Physical Review B. - 2010. - Vol. 81. - P. 155413.

116. Excitonic Effects on the Optical Response of Graphene and Bilayer Graphene / Li Yang [et al.] // Physical Review Letters. - 2009. Vol. 103. - P. 186802.