Исследование ахиральной BCN-нанотрубки типа «кресло»

В данном исследовании методом компьютерного моделирования (Hartree-Fock) изучены ахиральные BCN-нанотрубки типа «кресло» с контролируемым замещением связей C-C на B-N в углеродной матрице. Цель работы – установить зависимость энергии связи, энергии образования и ширины запрещенной зоны от количества B-N-связей. Результаты показали, что увеличение числа B-N-связей приводит к линейному снижению энергии образования на 0,47 эВ на каждую замещенную связь, а также к изменению электронной структуры, что отражается на ширине запрещенной зоны. Анализ данных выявил два характерных режима изменения ширины запрещенной зоны: первоначальный рост от –0.156 до –0.130 эВ, свидетельствующий об усилении диэлектрических свойств, и последующее криволинейное уменьшение до –0,472 эВ, указывающее на возможный переход к металлическому состоянию. Энергия связи демонстрирует криволинейную зависимость, достигая максимальных значений при 48–56 B-N-связях, что указывает на наименьшую термодинамическую устойчивость системы в этом диапазоне. Полученные данные имеют важное значение для разработки гибридных наноматериалов с заданными электронными и термодинамическими свойствами. Такие материалы перспективны для применения в наноэлектронике, катализе, устройствах энергозапасания и сенсорах. Исследование также подтверждает термодинамическую выгодность замещения C-C-связей на B-N, что открывает новые возможности для создания стабильных и функциональных наноструктур с контролируемыми характеристиками.