Влияние примеси водорода на атомную и электронную структуру кристаллической модификации карбина

Проведено исследование из первых принципов на основе теории функционала электронной плотности атомной и электронной структуры кристаллов карбина, а также влияния на них примеси водорода в различных концентрациях. Получено, что в результате ионной релаксации цепочки в составе кристалла карбина дугообразно искривляются. Исследования полной энергии кристаллов показало, что наиболее вероятная длина углеродных цепочек в ячейке карбина 4 или 6 атомов, что хорошо согласуется с экспериментальными данными. Анализ электронной структуры кристаллов карбина показал, что в случае четырехатомного кристалла карбина уровень Ферми лежит в узкой запрещенной зоне (0.09 эВ), в то время как в шестиатомном карбине такой щели нет. При исследовании влияния примеси водорода в различных концентрациях на атомную и электронную структуру кристаллов карбина было рассмотрено два направления внедрения примеси водорода в кристалл (вдоль и поперек цепочек). Получено, что при внедрении водорода поперек цепочек структура кристалла не искажается, однако концентрация примеси влияет на тип связей в углеродных цепочках в карбине. При внедрении водорода вдоль цепочек структура кристалла искажается. Расчеты показали, что от концентрации примеси водорода зависит наличие проводящих свойств в кристалле карбина.