Структура и свойства углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Грешняков, Владимир Андреевич

• Грешняков, Владимир Андреевич
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Грешняков, Владимир Андреевич

Общая характеристика работы.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Состояния гибридизации углеродных и кремниевых атомов в различных соединениях.

1.2. Структура и свойства алмаза и алмазоподобных фаз.

1.3. Структура и свойства кремниевых фаз.

1.4. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА С И НАНОСТРУКТУР И

СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ.

2.1. Методы расчета наноструктур.

2.1.1. Расчет структуры и свойств молекул и нанокластеров.

2.1.2. Полуэмпирические квантово-механические методы.

2.1.3. Проверка полуэмпирических квантово-механических методов на адекватность расчета структуры и энергетических характеристик углеродных и кремниевых фаз.

2.1.4. Метод теории функционала плотности.

2.2. Структурные модели и методика измерения параметров и свойств.

2.2.1. Методика расчета структурных характеристик алмазоподобных фаз.

2.2.2. Методика расчета свойств углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз.

2.2.2.1. Методика расчета модуля объемной упругости твердых тел.

2.2.2.2. Апробация метода определения модуля объемной упругости.

2.2.2.3. Методика расчета ширины запрещенной зоны.

2.2.2.4. Методика расчета рентгенограмм.

ГЛАВА 3. МОДЕЛЬНАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУР

АЛМАЗОПОДОБНЫХ ФАЗ.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ

АЛМАЗОПОДОБНЫХ ФАЗ.

ГЛАВА 5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КРЕМНИЕВЫХ

АЛМАЗОПОДОБНЫХ ФАЗ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура и свойства углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз»

Актуальность темы.

Многие материалы, имеющие одинаковый химический состав, могут существовать в виде различных структурных разновидностей. При изменении структуры у полиморфных разновидностей изменяются их свойства, что делает возможным их использование на практике для получения материалов с необходимым набором физико-технических характеристик. Однако для большинства соединений различные полиморфные разновидности могут существовать только при определенных значениях термодинамических параметров. Для таких соединений невозможно получение полиморфов с разной структурой и свойствами, устойчиво существующих в одинаковых интервалах давлений и температур. Исключением из этого правила являются системы с преимущественно ковалентным типом связей, для которых в широких диапазонах температур и давлений возможно одновременное существование различных полиморфов, не испытывающих фазовых превращений неограниченное время. Типичными представителями таких материалов являются углеродные и кремниевые соединения, поэтому именно такие соединения были выбраны в качестве объектов исследования в данной работе.

Полиморфизм в системах с ковалентным типом связей объясняется возможностью существования атомов элементов в различных гибридизированных состояниях: основных яр, яр2, я/?3, а также в промежуточных и ярт (1 < п < 2, 2 < т < 3). Из полиморфных разновидностей ковалентных соединений особый интерес представляют фазы, состоящие из 4-координированных атомов в Брт и яр3 гибридизированных состояниях. Материалы на основе таких соединений имеют трехмерную жесткосвязанную структуру, обладают высокими механическими характеристиками и могут найти широкое практическое применение в качестве конструкционных и абразивных материалов. Кроме того, такие материалы в настоящее время являются основой элементной базы современной микроэлектроники.

Фазы с ковалентным типом связей из атомов в 4-координированных состояниях имеют алмазоподобную структуру. Эти фазы можно разделить на две группы: в фазах первой группы все атомы имеют одинаковую степень гибридизации, близкую к sp , и находятся в кристаллографически эквивалентных позициях. У другой группы фаз состояния гибридизации атомов также близки к sp3, но кристаллографически не эквивалентные. Фазы первой группы являются основными и их количество должно быть ограничено, число фаз второй группы велико и они вряд ли могут быть классифицированы.

Исследования фаз с преимущественно ковалентным типом химических связей в настоящее время интенсивно ведутся во всех промышленно развитых странах - Китае, Японии, США, России и Европейском союзе. К настоящему времени различными авторами были экспериментально и теоретически изучены 12 углеродных и 3 кремниевые алмазоподобные фазы. Из углеродных фаз (помимо кубического алмаза) были исследованы следующие полиморфы: лонсдейлит (2Н политип алмаза); алмазоподобная фаза С8 высокой плотности, простой кубический фуллерит С24, суперкубан, bet С4, 16-тетра(3,3)тубулан, 16-тетра(2,2)тубулан; 12-гекса(3,3)тубулан, 24-гекса(2,0)тубулан, I4/mcm фаза из полимеризованных УНТ (4,0), hep С3, хиральная каркасная структура C-CFS. Кремниевых фаз с алмазоподобной структурой (кроме Si I) на сегодня известно три: Si III (ВС8), Si IV (вюрцитоподобный кремний) и Si-CFS. Сколько еще может существовать других углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз, каковы их структура и свойства, а также каков возможный механизм их синтеза, до сих пор остается не ясным.

Теоретически изученные алмазоподобные фазы в ряде работ были модельно получены в результате сшивки фуллеренов и нанотрубок, т.е. эти фазы можно рассматривать как наноструктурированные, поскольку их можно получить из наноструктур-предшественников. Практическое использование наноструктурированных углеродных и кремниевых фаз возможно не только в качестве высокопрочных конструкционных материалов, но и в качестве молекулярных сит или структур, предназначенных для хранения водорода. Поэтому исследование алмазоподобных фаз касается также актуальной темы изучения наноструктур и их практического использования при синтезе наноструктурированных материалов.

Таким образом, исследование алмазоподобных фаз из атомов в 4-координированных состояниях является актуальным как с фундаментальной, так и с практической точек зрения.

Целью работы является исследование структуры и свойств углеродных и кремниевых фаз с алмазоподобной структурой. В соответствие с поставленной целью решались следующие частные задачи:

• сравнительный анализ адекватности полуэмпирических квантово-механических методов расчета для определения структурных и энергетических характеристик углеродных и кремниевых фаз;

• разработка и апробация методики расчета модуля объемной упругости; разработка модельной схемы формирования структуры фаз с алмазоподобной структурой;

• расчет структуры и свойств углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз;

• анализ взаимосвязи структурных характеристик и свойств Si и С фаз, а также анализ возможных способов синтеза новых полиморфных разновидностей углерода и кремния.

Методы исследования.

В качестве методов исследования в работе было использовано компьютерное моделирование, включающее в себя расчеты методом молекулярной механики (ММ2), полуэмпирическими (РМЗ, AMI, MNDO) и первопринципным (DFT) квантово-механическими методами. Для расчета структур, сублимационных энергий и объемных модулей углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз были использованы полуэмпирические квантово-механические методы РМЗ и AMI, соответственно. В рамках теории функционала плотности (DFT) производился расчет электронных плотностей состояний углеродных фаз, по которым определялась ширина запрещенной зоны.

Научная новизна.

• В результате сравнительного анализа показано, что наиболее корректные результаты расчетов параметров структуры и энергетических характеристик углеродных и кремниевых фаз получаются при использовании полуэмпирических квантово-механических методов РМЗ и AMI, соответственно.

• Разработана новая методика по определению модуля объемной упругости при малой всесторонне равномерной деформации кристалла.

• Предложена методика модельного формирования алмазоподоных фаз из нанопредшественников, атомы во всех структурах которых находятся в эквивалентных кристаллографических позициях.

• Разработаны схемы классификации углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз.

• Установлена возможность существования 16 новых углеродных и 25 кремниевых алмазоподобных фаз. Для исследованных 29 фаз из углерода и кремния определены структурные параметры, плотности, модули объемной упругости, энергии сублимации, ширины запрещенныых зон электронных структур и рентгенограммы.

• Установлено наличие зависимости плотности, сублимационной энергии и объемного модуля от деформационного параметра, характеризующего структуру алмазопобных фаз.

Практическая значимость работы.

Полученные результаты могут быть использованы для разработки технологий синтеза и идентификации новых углеродных и кремниевых фаз, имеющих алмазоподобные структуры. Как показали расчеты, углеродные алмазоподобные фазы должны иметь высокие прочностные характеристики, поэтому они могут быть использованы в абразивной промышленности. Также алмазоподобные фазы из углерода и кремния могут найти широкое практическое применение в качестве полупроводниковых материалов для электроники, т.к. их расчетная ширина запрещенной зоны оказалась меньше ее соответствующих значений для алмаза и кубического кремния. Кроме того, большинство алмазоподобных фаз имеют достаточно большие размеры пор, что может сделать их уникальными молекулярными ситами.

Основные положения, выносимые на защиту:

• результаты сравнительного анализа различных полуэмпирических квантово-механических методов, используемых для определения структуры и свойств углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз;

• метод расчета модуля объемной упругости кристалла;

• методика модельного получения структуры алмазоподобных фаз;

• результаты расчетов структур и свойств С и 81 алмазоподобных фаз;

• анализ взаимосвязи структурных характеристик и свойств полиморфных разновидностей углерода и кремния;

• результаты анализа возможных путей экспериментального получения новых алмазоподобных фаз.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены на следующих научных конференциях: Международной школе-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании» (Уфа, 2007, 2011, 2012 гг.), Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (Махачкала, 2007, 2009 гг.), XXXII Международной зимней школе физиков теоретиков (Екатеринбург-Челябинск, 2008 г.), VIII Региональной школе-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике, физике и химии (Уфа, 2008 г.), VIII Международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2008 г.), XIV, XV, XVI, XVII и XVIII Всероссийских научных конференциях студентов-физиков и молодых ученых (Уфа, 2008 г; Кемерово-Томск, 2009 г.; Волгоград, 2010 г.; Екатеринбург, 2011 г.; Красноярск, 2012 г.), IX Международной научной конференции «Химия твердого тела: монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии» (Кисловодск, 2009 г.), Всероссийской конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых по физике (Владивосток, 2009 г.), Десятой региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (Владивосток, 2011), XI Международной научной конференции «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии» (Кисловодск, 2012 г.), Всероссийской молодежной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (Благовещенск, 2012), VI Международной научной конференции «Физико-химические основы формирования и модификации микро- и наноструктур» (Украина, Харьков, 2012).

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 29 печатных изданиях, из них одна монография, 8 статей в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ, 7 статей в сборниках трудов научных конференций, а также 14 тезисов в сборниках тезисов докладов научных конференций.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа включает в себя вводную часть, шесть глав, выводы, список публикаций автора и список цитированной литературы.

Объем работы - 151 страница. Диссертация включает в себя 45 рисунков и 19 таблиц. Список литературы состоит из 192 наименований.

В общей характеристике работы обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, указана научная новизна полученных результатов и практическая значимость работы, приведены выносимые на защиту положения, а также данные о структуре диссертации.

В первой главе представлен обзор по структурным разновидностям углеродных и кремниевых фаз и их связи с различными гибридизированными состояниями атомов углерода и кремния. Выполнен широкий анализ экспериментальных и теоретических работ по изучению структуры, свойств и способов синтеза углеродных и кремниевых алмазоподобных фаз. Первая глава завершается формулированием цели и задач исследования.

Вторая глава посвящена описанию структурных моделей и основных методов расчета различных наноструктур. В главе также представлены результаты сравнительного анализа полуэмпирических квантово-механических методов расчета структурных и энергетических характеристик углеродных и кремниевых фаз. В главе приведено описание использованных в работе методик измерения структурных параметров, плотности, сублимационной энергии, а также расчета электронных плотностей состояний и рентгенограмм алмазоподобных фаз. Кроме того, во второй главе содержится изложение нового метода расчета объемного модуля кристаллических соединений при малой всесторонне равномерной деформации и результаты его апробации.

В третьей главе приведена методика модельного формирования структур алмазоподобных фаз, в которых все атомные позиции являются кристаллографически эквивалентными, из наноструктурных слоевых, трубчатых, кластерных и спиральных предшественников.

Четвертая и пятая главы диссертации содержат результаты модельных расчетов структурных характеристик и таких свойств углеродных четвертая глава) и кремниевых (пятая глава) алмазоподобных фаз, как плотность, энергия сублимации, модуль объемной упругости и ширины запрещенной зоны.

В шестой главе приведено сопоставление полученных модельных результатов по алмазоподобным фазам из углерода и кремния с данными экспериментальных и теоретических исследований, имеющимися в литературе. Произведено сопоставление предложенной в данной работе методики расчета модуля объемной упругости с методиками других авторов. Также в главе произведен анализ взаимосвязей плотности, энергии сублимации, модуля объемной упругости и ширины запрещенной зоны с параметром деформации структуры алмазоподобной фазы. В заключении шестой главы предложены возможные способы синтеза и практического применения С и 8і алмазоподобных фаз. Завершают главу общие выводы по работе.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Грешняков, Владимир Андреевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. Выполнен сравнительный анализ полуэмпирических квантово-механических методов РМЗ, AMI, MNDO с точки зрения их пригодности для моделирования структуры и расчета свойств углеродных и кремниевых фаз с алмазоподобной структурой. Установлено, что наиболее корректные результаты расчетов параметров структуры и энергетических характеристик углеродных фаз можно получить при использовании метода РМЗ. Для расчета кремниевых структур наиболее подходящим является метод AMI. Расхождение между численными значениями структурных параметров и энергий сублимаци, рассчитанных методами РМЗ и AMI, и соответствующими экспериментальными характеристиками составляет 0.2-2.6%.

2. Разработана и успешно апробирована новая методика расчета модулей объемной упругости алмазоподобных фаз из углерода и кремния. Численные значения объемных модулей, найденные по новой методике для кубического алмаза и Si I, хорошо соответствуют экспериментально измеренным значениям, что свидетельствует в пользу адекватности рассчитанных значений объемных модулей новых алмазоподобных фаз, теоретически предсказанных в данной работе.

3. Предложена новая методика модельного формирования структур алмазоподобных фаз, в которых все атомы находятся в кристаллографически эквивалентных позициях. Алмазоподобные фазы можно получить в результате сшивки или совмещения одинаковых нанопредшественников, состоящих из трехкоординированных атомов, -графеноподобных слоев, нанотрубок, фуллереноподобных кластеров и трехмерных графитоподобных структур.

4. Разработана классификационная схема алмазоподобных фаз из углерода и кремния. Установлена возможность существования 29 С и 29 81 фаз с алмазоподобными структурами (включая кубический алмаз и 81 I). Для каждой из этих фаз определены структурные параметры, плотности, модули объемной упругости, энергии сублимации и ширины запрещенных зон (только для углеродных структур). Из 29 полиморфных разновидностей, имеющих алмазоподобные структуры, в данной работе впервые теоретически предсказаны и изучены 16 новых углеродных и 25 кремниевых фаз.

5. Установлено, что значения таких свойств С и 81 алмазоподобных фаз, как плотность, энергия сублимации и объемный модуль, уменьшаются при увеличении степени деформации их структур по сравнению со структурой алмаза. Для углеродных фаз также наблюдается подобная взаимосвязь между величиной ширины запрещенной зоны и параметром деформации.

6. Анализ возможных путей экспериментального получения новых алмазоподобных фаз показал, что получить углеродные фазы можно в результате сильного сжатия графита, жгутов УНТ и фуллереновых ассоциатов, а также при конденсации углеродного пара. Получение полиморфов кремния с алмазоподобными структурами возможно при воздействии высокими давлениями на кубическй кремний (81 I) и из расплавов силицидов щелочных металлов или иодида кремния.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

AI. Грешняков, B.A. Кристаллическая структура и свойства углеродных алмазоподобных фаз / В.А. Грешняков, Е.А. Беленков, В.М. Березин. -Челябинск: ЮУрГУ, 2012.- 150 С. (ISBN 978-5-696-04272-5) А2. Байтингер, Е.М. Особенности строения детонационных наноалмазов по результатам электронно-микроскопических исследований / Е.М. Байтингер, Е.А. Беленков, М.М. Бржезинская, В.А. Грешняков // ФТТ. - 2012. - Т. 54, №8,-С. 1606-1613.

A3. Беленков, Е.А. Классификация и структура фаз карбида кремния / Е.А. Беленков, Э.Н. Агалямова, В.А. Грешняков // ФТТ. - 2012. - Т. 54, № 2. - С. 404-410.

A4. Грешняков, В.А. Алмазоподобные структуры кремниевых фаз / В.А. Грешняков, Е.А. Беленков // Вестник ЧелГУ. Физика. - 2012. - Выпуск 14, № 30 (284).-С. 5-18.

А5. Грешняков, В.А. Структура и свойства алмазоподобной графановой фазы LA5 / В.А. Грешняков, Е.А. Беленков // Вестник ЧелГУ. Физика. - 2012. -Выпуск 14, № 30 (284). - С. 19-22.

А6. Грешняков, В.А. Структура алмазоподобных фаз / В.А. Грешняков, Е.А. Беленков //ЖЭТФ,- 2011. -Т. 140, № 1.-С. 99-111.

А7. Беленков, Е.А. Формирование SiC фаз на основе наноструктур / Е.А. Беленков, Э.Н. Агалямова, В.А. Грешняков // Наносистемы: физика, химия, математика. - 2011. - Т. 2, № 3. - С. 79-92.

А8. Агалямова, Э.Н. Структура полиморфных разновидностей карбида кремния / Э.Н. Агалямова, Е.А. Беленков, В.А. Грешняков // Вестник ЧелГУ. Физика. - 2011. - Выпуск 10, № 15 (230). - С. 15-24.

А9. Беленков, Е.А. Структура SP+SP гибридных углеродных фаз / Е.А. Беленков, В.А. Грешняков, В.В. Мавринский // Вестник ЧелГУ. Физика. -2009. - Выпуск 6, № 25 (163). - С. 22-33.

А10. Беленков, Е.А. Классификация углеродных наноструктур и фаз / Е.А. Беленков, В.А. Грешняков // VI Международная научная конференция «Физико-химические основы формирования и модификации микро- и наноструктур». Украина. Харьков. - 2012. - С. 168-172.

All. Беленков, Е.А. SiC, Si и С фазы с алмазоподобной структурой / Е.А. Беленков, В.А. Грешняков // XI Международная научная конференция «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии». Кисловодск. -2012.-С. 167-169.

А12. Грешняков, В.А. Моделирование структуры новых углеродных фаз из sp3 гибридизированных атомов / В.А. Грешняков // Международная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании». Уфа. -2012.-С. 43.

А13. Вотинов, И.С. Моделирование структуры гибридных углеродных фаз / И.С. Вотинов, В.А. Грешняков // XVIII Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. Красноярск. - 2012. - С. 109-110.

А14. Грешняков, В.А. Полиморфные разновидности кремния / В.А. Грешняков, Е.А. Беленков // Всероссийская молодежная научная конференция «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». Благовещенск. - 2012. - С. 72-75.

Al5. Вотинов, И.С. Структура гибридных углеродных фаз из углеродных нанотрубок / И.С. Вотинов, В.А. Грешняков, Е.А. Беленков // Всероссийская молодежная научная конференция «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». Благовещенск. - 2012. - С. 65-67. Al6. Грешняков, В.А. Полиморфные фазы кремния и углерода / В.А. Грешняков // Международная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании». Уфа. - 2011. - С. 65.

3 2

Al7. Вотинов, И.С. Структурная классификация гибридных sp -sp углеродных фаз / И.С. Вотинов, В.А. Грешняков // XVII Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. Екатеринбург. -2011.-С. 95-96.

Al8. Грешняков, В.А. Углеродные, кремниевые и карбидкремниевые фазы с алмазоподобной структурой / В.А. Грешняков, Э.Н. Агалямова, Е.А. Беленков // Десятая региональная научная конференция «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». Владивосток. -2011.-С. 59.

2 3

А19. Вотинов, И.С. Структурная классификация гибридных sp -sp углеродных фаз / И.С. Вотинов, В.А. Грешняков, Е.А. Беленков // Десятая региональная научная конференция «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование». Владивосток. - 2011. - С. 26. А20. Грешняков, В.А. Классификация углеродных алмазоподобных фаз / В.А. Грешняков // XVI Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. Волгоград. - 2010. - С. 90-91. А21. Грешняков, В.А. Моделирование алмазоподобных фаз / В.А. Грешняков, Е.А. Беленков, В.А. Али-Паша, И.В. Шахова, Э.Н. Агалямова // IX Международная научная конференция «Химия твердого тела: монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии». Кисловодск. - 2009. - С. 153.

А22. Грешняков, В.А. Закономерности формирования политипов алмаза и карбида кремния / В.А. Грешняков, Э.Н. Агалямова // XV Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. Кемерово-Томск. - 2009. - С. 546-547.

А23. Грешняков, В.А. Моделирование структуры алмазоподобных фаз / В.А. Грешняков // Всероссийская научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике. Владивосток. - 2009. - С. 21. А24. Грешняков, В.А. Расчет объемных модулей упругости алмазоподобных углеродных фаз / В.А. Грешняков, Е.А. Беленков // Международная конференция «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах». Махачкала. - 2009. - С. 137-140.

А25. Грешняков, В.А. Сравнительный анализ полуэмпирических квантово-механических методов / В.А. Грешняков // VIII Региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике, физике и химии. Уфа. - 2008. - С. 24.

А26. Зинатулина, Ю.А. Исследование закономерностей формирования углеродных наноструктур и наноструктурированных углеродных материалов / Ю.А. Зинатулина, В.А. Али-Паша, В.А. Грешняков, Е.А. Беленков, В.В. Мавринский, Ф.К. Шабиев // VIII Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». Кисловодск.-2008.-С. 211.

А27. Грешняков, В.А. Структура углеродных фаз, состоящих из sp-, sp3-гибридизированных атомов / В.А. Грешняков // XIV Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. Уфа. - 2008. - С. 95-96. А28. Беленков, Е.А. Закономерности формирования структуры карбинокубановых, карбиноректангулановых и карбиноалмазных фаз / Е.А. Беленков, В.А. Грешняков, В.В. Мавринский // XXXII Международная зимняя школа физиков теоретиков. Екатеринбург-Челябинск. - 2008. -С. 112.

А29. Беленков, Е.А. Формирование структуры карбиноалмазных фаз / Е.А. Беленков, В.В. Мавринский, В.А. Грешняков // Международная конференция «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах». Махачкала. - 2007. - С. 501-504.

АЗО. Грешняков, В.А. Моделирование кристаллической структуры карбиноалмазных фаз / В.А. Грешняков, В.В. Мавринский // Всероссийская школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании». Уфа. -2007.-С. 13.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Грешняков, Владимир Андреевич, 2013 год

1. Pierson, И.О. Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications / H.O. Pierson. Park Ridge: Noyes, 1993. 402 p.

2. Шулепов, С.В. Физика углеродных материалов / С.В. Шулепов. Челябинск: Металлургия. Челябинское отделение, 1990. 336 с.

3. Фиалков, А.С. Углеграфитовые материалы / А.С. Фиалков. М.: Энергия, 1979.319 с.

4. Heimann, R.B. A unified structural approach to linear carbon polytypes / R.B. Heimann, J. Kleiman, N.M. Salansky //Nature. 1983. V. 306, № 5938. P. 164-167.

5. Kudryavtsev, Yu.P. The discovery of carbine / Yu.P. Kudryavtsev // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. 1998. V. 21. P. 1-6.

6. Касаточкин, В.И. О цепном полимере углерода карбине / В.И. Касаточкин, A.M. Сладков, Ю.П. Кудрявцев, В.В. Коршак // Структурная химия углерода и углей. М.: Металлургия, 1969. С. 17-21.

7. West, R. Tetramesityldisilene, a stable compound containing a silicon-silicon double bond / R. West, M.J. Fink, J. Michl // Science. 1981. V. 214. P. 1343-1344.

8. Разуваев, Г.А. Реакции окислительного расщепления связи кремний-кремний / Г.А. Разуваев, Т.Н. Бревнова, В.В. Семенов // Успехи химии. 1986. Т. 50. С. 1096-1123.

9. Шкловер, В.Е. Органические соединения кремния с нестандартными типами координации / В.Е. Шкловер, Ю.Т. Стручков, М.Г. Воронков // УФН. 1989. Т. 58, №3. С. 353-382.

10. Suzuki, К. Room-temperature dissociation of 1,2-dibromodisilenes to bromosilylenes / K. Suzuki, T. Matsuo, D. Hashizume, K. Tamao // J. Am. Chem. Soc. 2011. V. 133, № 49. p. 19710-19713.

11. De Padova, P. sp2-like hybridization of silicon valence orbitals in silicene nanoribbons / P. De Padova, C. Quaresima, B. Olivieri, P. Perfetti, G.Le Lay // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 98. P. 081909-1-3.

12. Sekiguchi, A. A stable compound containing a silicon-silicon triple bond / A. Sekiguchi, R. Kinjo, M. Ichinohe // Science. 2004. V. 305, № 5691. P. 1755-1757.

13. Хохлов, А.Ф. Новая аллотропная форма кремния / А.Ф. Хохлов, А.И. Машин, Д.А. Хохлов // Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 67, № 9. С. 646-649.

14. Машин, A.M. О роли примесей в формировании силицина цепочечного кремния: теория и эксперимент / A.M. Машин, А.Ф. Хохлов, А.Г. Разуваев, С.К. Игнатов, А.А. Щепалов // Физика и техника полупроводников. 1999. Т. 33, № 10. С. 1253-1259.

15. Беленков, Е.А. Наноалмазы и родственные углеродные наноматериалы. Компьютерное материаловедение / Е.А. Беленков, В.В. Ивановская, A.J1. Ивановский / Екатеринбург: УрО РАН, 2008. 168 с.

16. Bundy, F.P. Man-made diamonds / F.P. Bundy, H.T. Hall, H.M. Strong, R.H. Wentorf, Jr. //Nature. 1955. V. 176. P. 51-55.

17. Liander, H. Artifical diamonds / H. Liander, E. Lundblad // ASEA (Allmanna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Vasteras, Sweden) Journal. 1955. V. 28. P. 97.

18. Grimsditch, M.H. Brillouin scattering in diamond / M.H. Grimsditch, A.K. Ramdas//Phys. Rev. B. 1975. V. 11, № 8. P. 3139-3148.

19. Fahy, S. High-pressure structural and electronic properties of carbon / S. Fahy, S.G. Louie // Phys. Rev. B. 1987. V. 36, № 6. P. 3373-3385.

20. Физические величины: Справочник / под. ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергатоиздат, 1991. 1232 с.

21. Bundy, F.P. Hexagonal diamond a new form of carbon / F.P. Bundy, J.S. Kasper // J. Chem. Phys. 1967. V. 46, № 9. P. 3437-3446.

22. Frondel, C. Lonsdaleite, a hexagonal polymorph of diamond / C. Frondel, U.B. Marvin //Nature. 1967. V. 214. P. 587-589.

23. Hanneman, R.E. Hexagonal diamonds in meteorites: implications / R.E. Hanneman, H.M. Strong, F.P. Bundy // Science. 1967. V. 155. P. 995-997.

24. Rietmeijer, F.J.M. Metastable carbon in two chondritic porous interplanetary dust particles / F.J.M. Rietmeijer, I.D.R. Mackinnon // Nature. 1987. V. 326. P. 162-165.

25. Sekine, T. Diamond synthesis by weak shock loading / T. Sekine, M. Akaishi, N. Setaka, K.-I. Kondo // J. Mater. Science. 1987. V. 22. P. 3615-3619.

26. Yagi, T. High-pressure in situ x-ray-diffraction study of the phase transformation from graphite to hexagonal diamond at room temperature / T. Yagi, W. Utsumi, M. Yamakata, T. Kikegawa, O. Shimomura // Phys. Rev. B. 1992. V. 46, № 10. P. 6031-6039.

27. Yeh, C.-Y. Zinc-blende wurtzite polytypism in semiconductors / C.-Y. Yeh, Z.W. Lu, S. Froyen, A. Zunger // Phys. Rev. B. 1992. V. 46, № 16. P. 1008610097.

28. Wen, B. First-principles studies of diamond polytypes / B. Wen, J. Zhao, M.J. Bucknum, P. Yao, T. Li // Diamond & Related Materials. 2008. V. 17. P. 356-364.

29. Aust, R.B. Carbon: a new crystalline phase / R.B. Aust, H.G. Drickamer // Science. 1963. V. 140. P. 817-819.

30. Покропивный, B.B. Структура "кубического графита" простой кубический фуллерит С24 / В.В. Покропивный, А.В. Покропивный // ФТТ. 2004. Т. 46, №2. С. 380-382.

31. Бекенев, B.J1. Электронная структура и модули упругости новой аллотропной модификации углерода простого кубического фуллерита С24 / В.Л. Бекенев, В.В. Покропивный // ФТТ. 2006. Т. 48, № 7. С. 1324-1328.

32. Eaton, Р.Е. The cubane system / Р.Е. Eaton, T.W. Cole, Jr. // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86. P. 962-964.

33. Eaton, P.E. Cubane / P.E. Eaton, T.W. Cole, Jr. // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86. P. 3157-3158.

34. Burdett, J.K. The moments method and elemental structures / J.K. Burdett, S. Lee//J. Am. Chem. Soc. 1985. V. 107. P. 3063-3082.

35. Матюшенко, H.H. Новая плотная модификация кристаллического углерода С8 / Н.Н. Матюшенко, В.Е. Стрельницкий, В.А. Гусев // Письма в ЖЭТФ. 1979. Т. 30, № 4. С. 218-221.

36. Johnston, R.L. Superdense carbon, Cg: supercubane or analogue of y-Si? / R.L. Johnston, R. Hoffmann // J. Am. Chem. Soc. 1989. V. 111. P. 810-819.

37. Yin, M.T. Si-III (BC-8) crystal phase of Si and C: structural properties, phase stabilities, and phase transitions / M.T. Yin // Phys. Rev. B. 1984. V. 30, № 4. P. 1773-1776.

38. Biswas, R. Complex tetrahedral structures of silicon and carbon under pressure / R. Biswas, R.M. Martin, R.J. Needs, O.H. Nielsen // Phys. Rev. B. 1984. V. 30, №6. P. 3210-3213.

39. Biswas, R. Stability and electronic properties of complex structures of silicon and carbon under pressure: density-functional calculations / R. Biswas, R.M. Martin, R.J. Needs, O.H. Nielsen // Phys. Rev. B. 1987. V. 35, № 18. P. 95599568.

40. Mailhiot, C. Atmospheric-pressure stability of energetic phases of carbon C. Mailhiot, A.K. McMahan//Phys. Rev. B. 1991. V. 44, № 21. P. 11578-11591.

41. Crain, J. Theoretical study of high-density phases of covalent semiconductors. I. Ab initio treatment / J. Crain, S.J. Clark, G.J. Ackland, M.C. Payne, V. Milman, P.D. Hatton, B.J. Reid // Phys. Rev. B. 1994. V. 49, № 8. P. 5329-5340.

42. Schultz, P.A. Small rings and amorphous tetrahedral carbon / P.A. Schultz, K. Leung, E.B. Stechel // Phys. Rev. B. 1999. V. 59, № 2. P. 733-741.

43. S. Monomura, H.G. Drickamer, Pressure induced phase transitions in silicon, germanium and some III-V compounds // J. Phys. Chem. Solids. 1962. V. 23, № 5. P. 451-456.

44. Wentorf, R.H. Jr. Two new forms of silicon / R.H. Wentorf Jr., J.S. Kasper // Science. 1963. V. 139. P. 338-339.

45. Baughman, R.H. Tubulanes: carbon phases based on cross-linked fullerene tubules / R.H. Baughman, D.S. Galvao // Chem. Phys. Lett. 1993. V. 211, № 1. P. 110-118.

46. Domingos, H.S. Carbon allotropes and strong nanotube bundles / H.S. Domingos // J. Phys.: Condens. Matter. 2004. V. 16. P. 9083-9091.

47. Umemoto, K. Body-centered tetragonal C4: a viable sp3 carbon allotrope / K. Umemoto, R.M. Wentzcovitch, S. Saito, T. Miyake // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104, P. 125504-1-4.

48. Zhou, X.-F. Ab initio study of the formation of transparent carbon under pressure / X.-F. Zhou, G.-R. Qian, X. Dong, L. Zhang, Y. Tian, H.-T. Wang // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 134126-1-5.

49. Zhao, Y.X. X-ray diffraction data for graphite to 20 GPa / Y.X. Zhao, I.L. Spain // Phys. Rev. B. 1989. V. 40, № 2. P. 993-997.

50. Hanfland, M. Optical reflectivity of graphite under pressure / M. Hanfland, K. Syassen, R. Sonnenschein // Phys. Rev. B. 1989. V. 40, № 3. P. 1951-1954.

51. Utsumi, W. Light-tranparent phase formed by room-temperature compression of graphite / W. Utsumi, T. Yagi // Science. 1991. V. 252. P. 1542-1544.

52. Yagi, T. New functional materials, Volume C, eds. T. Tsuruta, M. Doyama, M. Seno / T. Yagi, W. Utsumi. Elsevier Science Publishers, 1993. P. 99-106.

53. Miller, E.D. Quenchable transparent phase of carbon / E.D. Miller, D.C. Nesting, J.V. Badding // Chem. Mater. 1997. V. 9. P. 18-22.

54. Baughman, R.H. A carbon phase that graphitizes at room temperature / R.H. Baughman, A.Y. Liu, C. Cui, P.J. Schields // Synthetic Metals. 1997. V. 86. P. 2371-2374.

55. Pisani, L. Stability of the ferromagnetic state in a mixed sp2-sp3 carbon system / L. Pisani, B. Montanari, N.M. Harrison // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. P. Ю4415-1-4.

56. Strong, R.T. Systematic prediction of crystal structures: an application to sp3-hybridized carbon polymorphs / R.T. Strong, С.J. Pickard, V. Milman, G. Thimm, B. Winkler//Phys. Rev. B. 2004. V. 70. P. 045101-1-7.

57. Pickard, C.J. Hypothetical low-energy chiral framework structure of group 14 elements / C.J. Pickard, R.J. Needs // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. P. 014106-1-5.

58. Connetable, D. Effect of pentagons in sp systems on electronic, elastic, and vibrational properties: case of chiral structures / D. Connetable // Phys. Rev. B. 2011. V. 83. P. 035206-1-5.

59. Sheng, X.-L. T-carbon: a novel carbon allotrope / X.-L. Sheng, Q.-B. Yan, F. Ye, Q.-R. Zheng, G. Su // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 106. P. 155703-1-4.

60. Овсянникова, Л.И. Электронная структура кристаллообразующих фуллеренов Сгп, фулсиценов SinCn и кристаллов из них фулсиценитов / Л.И. Овсянникова, В.В. Покропивный, В.Л. Бекенев // ФТТ. 2009. Т. 51, № 10. С. 2070-2077.

61. Frenklach, М. Homogeneous nucleation of diamond powder in the gas phase / M. Frenklach, R. Kematickl, D. Huang, W. Howard, K.E. Spear, A.W. Phelps, R. Koba// J. Appl. Phys. 1989. V. 66, №1. P. 395-399.

62. Bhargava, S. Diamond polytypes in the chemical vapor deposited diamond films / S. Bhargava, H.D. Bist, S. Sahli, M. Aslam, H.B. Tripathi // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 67, № 12. P. 1706-1708.

63. Sharma, A.K. Electronic structure of the 4H polytype of diamond / A.K. Sharma, H.G. Salunke, G.P. Das, P. Ayyub, M.S. Multani // J. Phys.: Condens. Matter. 1996. V. 8, № 31. P. 5801-5809.

64. Kapil, R. Synthesis of 15R polytype of diamond in oxy-acetylene flame grown diamond thin films / R. Kapil, B.R. Mehta, V.D. Vankar // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 68, № 18. P. 2520-2522.

65. Kapil, R. Growth of 8H polytype of diamond using cyclic growth/etch oxy-acetylene flame setup / R. Kapil, B.R. Mehta, V.D. Vankar // Thin Solid Films. 1998. V. 312, № l.p. 106-110.

66. Wang, Z. X-ray induced synthesis of 8H diamond / Z. Wang, Y. Zhao, C.-S. Zha, Q. Xue, R.T. Downs, R.-G. Duan, R. Caracas, X. Liao // Adv. Mater. 2008. V. 20. P. 3303-3307.

67. Gogotsi, Y.G. Pressure-induced phase transformations in diamond / Y.G. Gogotsi, A. Kailer, K.G. Nickel // J. Appl. Phys. 1998. V. 84, № 3. p. 1299-1305.

68. Lifshitz, Y. Nanostructure: epitaxial diamond polytypes on silicon / Y. Lifshitz, X.F. Duan, N.G. Shang, Q. Li, L. Wan, I. Bello, S.T. Lee // Nature. 2001. V. 412. P. 404.

69. Mao, W.L. Bonding changes in compressed superhard graphite / W.L. Mao, H.-K. Mao, P.J. Eng, T.P. Trainor, M. Newville, C.-C. Kao, D.L. Heinz, J. Shu, Y. Meng, R.J. Hemley // Science. 2003. V. 302, № 5644. P. 425-427.

70. Li, Q. Superhard monoclinic polymorph of carbon / Q. Li, Y. Ma, A.R. Oganov, H. Wang, H. Wang, Y. Xu, T. Cui, H.-K. Mao, G. Zou // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 102. P. 175506-1-4.

71. Niu, H. Families of superhard crystalline carbon allotropes constructed via cold compression of graphite and nanotubes / H. Niu, X.-Q. Chen, S. Wang, D. Li, W.L. Mao, Y. Li // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. P. 135501-1-5.

72. Wang, J.-T. Low-temperature phase transformation from graphite to sp3 orthorhombic carbon / J.-T. Wang, C. Chen, Y. Kawazoe // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 106. P. 075501-1-4.

73. Niu, H. Electronic, optical, and mechanical properties of superhard cold-compressed phases of carbon / H. Niu, P. Wei, Y. Sun, X.-Q. Chen, C. Franchini, D. Li, Y. Li // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. P. 031901-1-3.

74. Zhao, Z. Novel superhard carbon: C-centered orthorhombic C8 / Z. Zhao, Bo Xu, X.-F. Zhou, L.-M. Wang, B. Wen, J. He, Z. Liu, H.-T. Wang, Y. Tian // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 215502-1-5.

75. Wang, J.-T. Orthorhombic carbon allotrope of compressed graphite: ab initio calculations / J.-T. Wang, C. Chen, Y. Kawazoe // Phys. Rev. B. 2012. V. 85. P. 033410-1-4.

76. Kleiman, J. Shock compression and flash heating of graphite/metal mixtures at temperatures up to 3200 К and pressures up to 25 GPa / J. Kleiman, R.B. Heimann, D. Hawken, N.M. Salansky // J. Appl. Phys. 1984. V. 56, № 5. P. 14401454.

77. Yamada, K. Nanostructure and formation mechanism of proto diamond shock-synthesized from graphite / K. Yamada, G. Burkhard, Y. Tanabe, A.B. Sawaoka // Carbon. 1999. V. 37. P. 275-280.

78. Палатник, Jl.C. О у-углероде / Jl.C. Палатник, М.Б. Гусева, В.Г. Бабаев, Н.Ф. Савченко, И.И. Фалько // ЖЭТФ. 1984. Т. 87, № 3(9). С. 914-917.

79. Konyashin, I. A new hard allotropic form of carbon: dream or reality? / I. Konyashin, V. Khvostov, V. Babaev, M. Guseva, J. Mayer, A. Sirenko // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2006. V. 24. P. 17-23.

80. Cowley, J.M. Structures of carbon nanocrystals / J.M. Cowley, R.C. Mani, M.K. Sunkara, M. O'Keeffe, C. Bonneau // Chem. Mater. 2004. V. 16. P. 49054911.

81. Raffy, С. Properties of hexagonal polytypes of group-IV elements from first-principles calculations / C. Raffy, J. Furthmuller, F. Bechstedt // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. P. 075201-1-10.

82. Kasper, J.S. Clathrate structure of silicon Na8Si46 and NaxSii36 (x < 11) / J.S. Kasper, P. Hagenmuller, M. Pouchard, C. Cros // Science. 1965. V. 150, № 3704. P. 1713-1714.

83. Adams, G.B. Wide-band-gap Si in open fourfold-coordinated clathrate structures / G.B. Adams, M. O'Keeffe, A.A. Demkov, O.F. Sankey, Y.-M. Huang // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 49, № 12. P. 8048-8053.

84. Blase, X. Quasiparticle band structure and screening in silicon and carbon clathrates / X. Blase // Phys. Rev. B. 2003. V. 67. P. 035211-1-7.

85. Zipoli, F. Electron-phonon coupling in halogen-doped carbon clathrates from first principles / F. Zipoli, M. Bernasconi, G. Benedek // Phys. Rev. B. 2006. V. 74, P. 205408-1-6.

86. Connetable, D. First-principles calculations of carbon clathrates: comparison to silicon and germanium clathrates / D. Connetable // Phys. Rev. B. 2010. V. 82, P. 075209-1-12.

87. Wang, J.-T. Phase stability of carbon clathrates at high pressure / J.-T. Wang,

88. C. Chen, D.-S. Wang, H. Mizuseki, Y. Kawazoe // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. P. 063507-1-4.

89. Bernasconi, M. Clathrates as effective p-type and n-type tetrahedral carbon semiconductors / M. Bernasconi, S. Gaito, G. Benedek // Phys. Rev. B. 2000. V. 61, № 19. P. 12689-12692.

90. Benedek, G. The carbon clathrate hex-Ci6 / G. Benedek, M. Bernasconi, A. Gambirasio // Phys. Stat. Sol. (B). 2003. V. 237, № 1. P. 296-300.

91. Чистяков, A.Jl. Новая аллотропная форма углерода C2s]n на основе фуллерена С2о и кубического кластера Cg и ее аналоги для элементов Si и Ge: компьютерное моделирование / А.Л. Чистяков, И.В. Станкевич, А.Л. Корлюков // ФТТ. 2005. Т. 47, № 1. С. 184-190.

92. Serra, S. Possible high-pressure phase of diamond / S. Serra, G. Benedek, M. Facchinetti, L. Miglio // Phys. Rev. B. 1998. V. 57, № 10. P. 5661-5667.

93. Selli, D. Superhard sp3 carbon allotropes with odd and even ring topologies /

94. D. Selli, I.A. Baburin, R. Martonak, S. Leoni // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 161411 (R)-1 -5.

95. Lyakhov, A.O. Evolutionary search for superhard materials: methodology and applications to forms of carbon and Ti02 / A.O. Lyakhov, A.R. Oganov // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 092103-1-4.

96. Merz, K.M. Jr. 3,4-connected carbon nets: through-space and through-bond interactions in the solid state / K.M. Merz Jr., R. Hoffmann, A.T. Balaban // J. Am. Chem. Soc. 1987. V. 109, № 22. P. 6742-6751.

97. Bundy, F.P. A new dense form of solid germanium / F.P. Bundy, J.S. Kasper // Science. 1963. V. 139. P. 340-341.

98. Clark, S.J. Theoretical stability limit of diamond at ultrahigh pressure / S.J. Clark, G.J. Ackland, J. Crain//Phys. Rev. B. 1995. V. 52, № 21. P. 15035-15038.

99. Crain, J. Reversible pressure-induced structural transitions between metastable phases of silicon / J. Crain, G.J. Ackland, J.R. Maclean, R.O. Piltz, P.D. Hatton, G.S. Pawley // Phys. Rev. B. 1994. V. 50, № 17. P. 13043-13046.

100. Zhu, Q. Denser than diamond: Ab initio search for superdense carbon allotropes / Q. Zhu, A.R. Oganov, M.A. Salvado, P. Pertierra, A.O. Lyakhov // Phys. Rev. B. 2011. V. 83. P. 193410-1-4.

101. Sun, J. Structural transformations in carbon under extreme pressure: beyond diamond / J. Sun, D.D. Klug, R. Martonak // J. Chem. Phys. 2009. V. 130. P. 194512-1-7.

102. Godwod, F. Application of a precise double X-ray spectrometer for accurate lattice parameter determination / F. Godwod, R. Kowalczyk, Z. Szmid // Phys. Status Solidi A. 1974. V. 21, № 1. P. 227-234.

103. McSkimin, H.J. Measurement of elastic constants at low temperatures by means of ultrasonic waves data for silicon and germanium single crystals, and for fused silica / H.J. McSkimin // J. Appl. Phys. 1953. V. 24, № 8. P. 988-997.

104. Yin, M.T. Theory of static structural properties, crystal stability, and phase transformations: application to Si and Ge / M.T. Yin, M.L. Cohen // Phys. Rev. B. 1982. V. 26, № 10, P. 5668-5687.

105. Kasper, J.S. The crystal structures of new forms of silicon and germanium / J.S. Kasper, S.M. Richards // Acta Crystallogr. 1964. V. 17, № 6. P. 752-755.

106. Besson, J.M. Electrical properties of semimetallic silicon III and semiconductive silicon IV at ambient pressure / J.M. Besson, E.H. Mokhtari, J. Gonzalez, G. Weill // Phys. Rev. Lett. 1987. V. 59, № 4. p. 473-476.

107. Kailer, A. Phase transformations of silicon caused by contact loading / A. Kailer, Y.G. Gogotsi, K.G. Nickel // J. Appl. Phys. 1997. V. 81, № 7. P. 30573063.

108. Joannopoulos, J.D. Electronic properties of complex crystalline and amorphous phases of Ge and Si. I. Density of states and band structures / J.D. Joannopoulos, M.L. Cohen // Phys. Rev. B. 1973. V. 7, № 6. P. 2644-2657.

109. Malone, B.D. Ab initio survey of the electronic structure of tetrahedrally bonded phases of silicon / B.D. Malone, J.D. Sau, M.L. Cohen // Phys. Rev. B. 2008. V. 78. P. 035210-1-7.

110. Zhang, Y. Stable hexagonal-wurtzite silicon phase by laser ablation / Y. Zhang, Z. Iqbal, S. Vijayalakshmi, H. Grebel // Appl. Phys. Lett. 1999. V. 75, № 18. P. 2758-2760.

111. Jennings, H.M. A hexagonal (wurtzite) form of silicon / H.M. Jennings, M.H. Richman // Science. 1976. V. 193. P. 1242-1243.

112. Dahmen, U. The formation of hexagonal silicon at twin intersections / U. Dahmen, C.J.D. Hetherington , P. Pirouz, K.H. Westmacott // Scripta Metall. 1989. V. 23, № 2. P. 269-272.

113. Reny, E. Structural characterisations of the NaxSii36 and Na8Si46 silicon clathrates using the Rietveld method / E. Reny, P. Gravereau, C. Cros, M. Pouchard // J. Mater. Chem. 1998. V. 8. P. 2839-2844.

114. Reny, E. High pressure synthesis of an iodine doped silicon clathrate compound / E. Reny, S. Yamanaka, C. Cros, M. Pouchard // Chem. Commun. 2000. P. 2505-2506.

115. Daisenberger, D. Crystal-liquid interfaces and phase relations in stable and metastable silicon at positive and negative pressure / D. Daisenberger, P.F. McMillan, M. Wilson // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 214101-1-8.

116. Gryko, J. Low-density framework form of crystalline silicon with a wide optical band gap / J. Gryko, P.F. McMillan, R.F. Marzke, G.K. Ramachandran, D. Patton, S.K. Deb, O.F. Sankey // Phys. Rev. B. 2000. V. 62, № 12. P. 7707-7710(R).

117. Galvani, E. First principles study of a new large-gap nonoporous silicon crystal: hex-Si4o / E. Galvani, G. Onida, S. Serra, G. Benedek // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77, № 17. P. 3573-3576.

118. Hu, J.Z. Crystal data for high-pressure phases of silicon / J.Z. Hu, L.D. Merkle, C.S. Menoni, I.L. Spain // Phys. Rev. B. 1986. V. 34, № 7. P. 4679-4684.

119. Duclos, S.J. Experimental study of the crystal stability and equation of state of Si to 248 GPa / S.J. Duclos, Y.K. Vohra, A.L. Ruoff// Phys. Rev. B. 1990. V. 41, № 17. P. 12021-12028.

120. Dewar, M.J.S. Groud states of molecules. 38. The MNDO method. Approximations and parameters / M.J.S. Dewar, W. Thiel // J. Am. Chem. Soc. 1977. V. 99, № 15. P. 4899-4907.

121. Dewar, M.J.S. AMI: a new general purpose quantum mechanical molecular model / M.J.S. Dewar, E.G. Zoebisch, E.F. Healy, J.J.P. Stewart // J. Am. Chem. Soc. 1985. V. 107, № 15. P. 3902-3909.

122. Stewart, J.J.P. Optimization of parameters for semiempirical methods. I. Method / J.J.P. Stewart // J. Comput. Chem. 1989. V. 10, № 2. P. 209-220.

123. Stewart, J.J.P. Optimization of parameters for semiempirical methods. II. Applications / J.J.P. Stewart // J. Comput. Chem. 1989. V. 10, № 2. P. 221-264.

124. Bingham, R.C. Ground states of molecules. XXV. MINDO/3. Improved version of the MINDO semiempirical SCF-MO method / Bingham R.C., Dewar M.J.S., Lo D.H. // J. Am. Chem. Soc. 1975. V. 97 (6). P. 1285-1293.

125. Герасимов, Я.И. Курс физической химии. Том 1 / Я.И. Герасимов, В.П. Древинг, Е.Н. Еремин, А.В. Киселев, В.П. Лебедев, Г.М. Панченков, А.Ч. Шлыгин. М.: Химия, 1969. 592 с.

126. Hohenberg, P. Inhomogeneous electron gas / P. Hohenberg, W. Kohn // Phys. Rev. 1964. V. 136, № 3B. P. 864-871.

127. Soler, J.M. The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation / J.M. Soler, E. Artacho, J.D. Gale, A. Garcia, J. Junquera, P. Ordejon, D. Sanchez-Portal // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V. 14, № 11. P. 2745-2779.

128. Kohn, W. Quantum density oscillations in an inhomogeneous electron gas / W. Kohn, I.J. Sham // Phys. Rev. 1965. V. 137, № A6. P. 1697-1705.

129. Perdew, J.P. Accurate and simple density functional for the electronic exchange energy: generalized gradient approximation / J.P. Perdew, W. Yue // Phys. Rev. B. 1986. V. 33, № 12. P. 8800-8802.

130. Perdew, J.P. Zunger A. Self-interaction correction to density-functional approximations for many-electron systems // Phys. Rev. B. 1981. V. 23, № 10. PP. 5048-5079.

131. Ландау, JI.Д. Теория упругости / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 248 с.

132. Новацкий, В. Теория упругости, перевод с польского издания / В. Новацкий. М.: Мир, 1975. 872 с.

133. Амензаде, Ю.А. Теория упругости, изд. 3-е, доп. / Ю.А. Амензаде. М.: Высшая школа, 1976. 272 с.

134. Ляв, А., Математическая теория упругости, перевод с 4-го английского издания / А. Ляв. М.-Л., 1935. 676 с.

135. Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела / Ч. Киттель. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1978. 791 с.

136. Van Gunsteren, W.F. Computer simulation of molecular dynamics: methodology, applications, and perspectives in chemistry / W.F. van Gunsteren, H.J.C. Berendsen // Angew. Chem. Intern. Ed. Engl. 1990. V. 29. P. 992-1023.

137. Karplus, M. Molecular dynamics simulations in biology / M. Karplus, G.A. Petsko //Nature. 1990. V. 347, № 6294. P. 631-639.

138. Allinger, N.L. Conformational analysis. 130. MM2. A hydrocarbon force field utilizing V] and V2 torsional terms / N.L. Allinger // J. Am. Chem. Soc. 1977. V. 99, №25. P. 8127-8134.

139. Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев. М.: Металлургия, 1982. 632 с.

140. Swanson, Н.Е. Standard X-ray diffraction powder patterns / H.E. Swanson, R.K. Fuyat //Natl. Bur. Stand., Circ. 539, V. II. New-York: Wiley, 1955. P. 5.

141. Morris, M.C. Standard X-ray diffraction powder patterns / M.C. Morris, H.F. McMurdie, E.H. Evans, B. Paretzkin, J.H. de Groot, C.R. Hubbard, S.J. Carmel //Natl. Bur. Stand. Monogr. 25. New-York: Wiley, 1976. V. 13. P. 35.

142. Dresselhaus, M.S. Carbon fibers based on Сбо and their symmetry /M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R. Saito // Phys. Rev. B. 1992. V. 45, № 11. P. 62346242.

143. Balaban, A.T. Chemical graphs. VI. Estimation of the relative stability of several planar and tridimensional lattices for elementary carbon / A.T. Balaban, C.C. Rentia, E. Ciupitu // Rev. Roum. Chim. 1968. V. 13, № 2. P. 231-247.

144. Han, S. Enumeration of four-connected three-dimensional nets. I. Conversion of all edges of simple three-connected two-dimensional nets into crankshaft chains / S. Han, J.V. Smith // Acta Cryst. 1999. A55. P. 332-341.

145. Han, S. Enumeration of four-connected three-dimensional nets. II. Conversion of edges of three-connected 2D nets into zigzag chains / S. Han, J.V. Smith // Acta Cryst. 1999. A55. P. 342-359.

146. Han, S. Enumeration of four-connected three-dimensional nets. III. Conversion of edges of three-connected two-dimensional nets into saw chains / S. Han, J.V. Smith // Acta Cryst. 1999. A55. P. 360-382.

147. Delgado-Friedrichs, O. What do we know about three-periodic nets? / O. Delgado-Friedrichs, M.D. Foster, M. O'Keeffe, D.M. Proserpio, M.M.J. Treacy, O.M. Yaghi // J. Solid State Chem. 2005. V. 178. P. 2533-2554.

148. Murnaghan, F.D. The compessibility of media under extreme pressures / F.D. Murnaghan // Proc. Natl. Acad. Sei. 1944. V. 30. P. 244-247.

149. Freund, A. Ueber Trimethylen / A. Freund // Journal fur Praktische Chemie. 1882. V. 26, № l.P. 367-377.

150. Maier, G. Tetra-tert-butyltetrahedrane / G. Maier, S. Pfriem, U. Schafer, R. Matusch // Angew. Chem. Intern. Ed. Engl. 1978. V. 17, № 7. P. 520-521.

151. Lemal, D.M. Hexamethylprismane / D.M. Lemal, J.P. Lokensgard // J. Am. Chem. Soc. 1966. V. 88, № 24. P. 5934-5935.

152. Katz, T.J. Synthesis of prismane / T.J. Katz, N. Acton // J. Am. Chem. Soc. 1973. V. 95, № 8. P. 2738-2739.

153. The chemistry of cyclobutanes / edited by Z. Rappoport, J. Liebman. The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex: John Wiley & Sons Ltd, 2005. 1226 p.

154. Eaton, P.E. Pentaprismane / P.E. Eaton, Y.S. Or, S.J. Branca // J. Am. Chem. Soc. 1981. V. 103, № 8. P. 2134-2136.

155. Hutmacher, H.-M. Tetraasterane, pentacyclo6.4.0.02,7.04,11.05,10]-dodecane / H.-M. Hutmacher, H.-G. Fritz, H. Musso // Angew. Chem. Intern. Ed. Engl. 1975. V. 14. P. 180-181.

156. Metha, G. Quest for higher ladderanes: oligomerization of a cyclobutadiene derivative / G. Metha, M.B. Viswanath, G.N. Sastry, E.D. Jemmis, D.S.K. Reddy, A.C. Kunwar // Angew. Chem. Intern. Ed. Engl. 1992. V. 31. P. 1488-1490.

157. Fessner, W.D. Pagodane: the efficient synthesis of a novel, versatile molecular framework / W.D. Fessner, G. Sedelmeier, P.R. Spurr, G. Rihs, H. Prinzbach//J. Am. Chem. Soc. 1987. V. 109. P. 4626-4642.

158. Nunez-Regueiro, M. Polymerized fullerite structures / M. Nunez-Regueiro, L. Marques, J.-L. Hodeau, O. Bethoux, M. Perroux // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 74, №2. P. 278-281.

159. Бражкин, B.B. Превращение фуллерита Сбо при высоких давлениях и температурах / В.В. Бражкин, А.Г. Ляпин // УФН. 1996. Т. 166, № 8. С. 893897.

160. Mackay, D. Handbook of physical-chemical properties and environmental fate for organic chemicals. 2nd ed. / D. Mackay, W.Y. Shiu, K.-C. Ma, S.C. Lee. Boca Raton: Taylor & Francis Group, 2006. V. 1. 919 p.

161. Ternansky, R.J. Dodecahedrane / R.J. Ternansky, D.W. Balogh, L.A. Paquette // J. Am. Chem. Soc. 1982. V. 104, № 16. P. 4503-4504.

162. Novoselov, K.S. Electric field effect in atomically thin carbon films / K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, A.A. Firsov // Science. 2004. V. 306, № 5696. P. 666-669.

163. Geim, A.K. The rise of grapheme / A.K. Geim, K.S. Novoselov // Nature Mater. 2007. V. 6, № 3. P. 183-191.

164. Елецкий, Jl.B. Графен: методы получения и теплофизические свойства/ Л.В. Елецкий, И.М. Искандарова, А.А. Книжник, Д.Н. Красиков // УФН. 2011. Т. 181, №3. С. 233-268.

165. Zhao, X. Smallest carbon nanotube is 3 A in diameter / X. Zhao, Y. Liu, S. Inoue, T. Suzuki, R.O. Jones, Y. Ando // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92, № 12. P. 125502-1-3.

166. Guan, L. Smallest carbon nanotube assigned with atomic resolution accuracy / L. Guan, K. Suenaga, S. Iijima // Nano Lett. 2008. V. 8, № 2. P. 459-462.

167. Bundy, F.P. Direct conversion of graphite to diamond in static pressure apparatus / F.P. Bundy // J. Chem. Phys. 1963. V. 38, № 3. P. 631-643.

168. Yamada, K. Shock-induced phase transition of oriented pyrolytic graphite to diamond at pressures up to 15 GPa / K. Yamada, Y. Tanabe // Carbon. 2002. V. 40. P. 361-269.

169. Popov, M. Superhard phase composed of single-wall carbon nanotubes / M. Popov, M. Kyotani, R.J. Nemanich, Y. Koga // Phys. Rev. B. 2002. V. 65, P. 033408-1-4.

170. Беленков, E.A. Закономерности структурного упорядочения многослойных углеродных нанотрубок / Е.А. Беленков // Известия Челябинского научного центра. 2001. Вып. 1, № 10. С. 25-30.

171. Tanaka, К. Supramolecular photodimerization of coumarins / К. Tanaka // Molecules. 2012. V. 17. P. 1408-1418.

172. Kotha, S. Transition metal catalyzed 2+2+2] cycloaddition and application in organic175. synthesis / S. Kotha, E. Brahmachary, K. Lahiri // Eur. J. Org. Chem. 2005. P. 4741-4767.

173. Onoe, J. XPS study of a photopolymerized Сбо film / J. Onoe, A. Nakao, K. Takeuchi //Phys. Rev. B. 1997. V. 55, № 15. P. 10051-10056.

174. Rao, A.M. Photoinduced polymerization of solid C70 films / A.M. Rao, M. Menon, K.-A. Wang, P.C. Eklund, K.R. Subbaswamy, D.S. Cornett, M.A. Duncan, I.J. Amster // Chem. Phys. Lett. 1994. V. 224. P. 106-112.

175. Aust, R.B. Behavior of fused-ring aromatic hydrocarbons at very high pressure / R.B. Aust, W.H. Bentley, H.G. Drickamer // J. Chem. Phys. 1964. V. 41. P. 1856-1864.

176. Donnet, J.B. Synthesis of large single crystal diamond using combustion-flame method / J.B. Donnet, H. Oulanti, T.L. Huu, M. Schmitt // Carbon. 2006. V. 44. P. 374-380.

177. Ни, J.Z. Crystal data for high-pressure phases of silicon / J.Z. Ни, L.D. Merkle, C.S. Menoni, I.L. Spain // Phys. Rev. B. 1986. V. 34, № 7. P. 4679-4684.

178. Wells, A.F. Three-dimensional nets and polyhedra / A.F. Wells. New York: Wiley, 1977. 268 p.

179. O'Keeffe, M. Uninodal 4-connected 3D nets. III. Nets with three or four 4-rings at a vertex / M. O'Keeffe // Acta Cryst. 1995. V. A51. P. 916-920.

180. Delgado-Friedrichs, O. Systematic enumeration of crystalline networks / O. Delgado-Friedrichs, A.W.M. Dress, D.H. Huson, J. Klinowski, A.L. Mackay // Nature. 1999. V. 400. P. 644-647.

181. Галиулин, P.B. Кристаллографическая картина мира / P.B. Галиулин // УФН. 2002. Т. 172, № 2. С. 229-233.

182. Blatov, V.A. Periodic-graph approaches in crystal structure prediction, ed. by A.R. Oganov, Modern methods of crystal structure prediction / V.A. Blatov, D.M. Proserpio. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2011. p. 1-28.

183. Покропивный, A.JI. Ивановский // Успехи химии. 2008. Т. 77, № 10. С. 899-937.

184. Li, Q. Superhard and superconducting structures of BC5 / Q. Li, H. Wang, Y. Tian, Y. Xia, T. Cui, J. He, Y. Ma, G. Zou // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. P. 023507-1-5.

185. Cao, L. Diamond-hexagonal semiconductor nanocones with controllable apex angle / L. Cao, L. Laim, C. Ni, B. Nabet, J.E. Spanier // J. Am. Chem. Soc. 2005. V. 127. P. 13782-13783.