Proč je čistý uhlík stále zajímavý?

Miroslav RubešŠkolitel:RNDr.Ota Bludský CSc.

Formy uhlíku

Drug Delivery System (DDS)

Pevná C60

Orientace v krystalu

p h

Experimentální data Mřížkový parametr (T≈0) 14.04 Å W.I.F. David et al., Nature 353, 147 (1991)

Vazebná energie 1.7-1.8 eV/molecule C.Pan et al., J.Phys.Chem. 95, 2944 (1991)J.Abrefah et al., Appl.Phys.Lett. 60, 1313 (1992)

Pozice p- and h-orientací 97.5˚, 37.5˚ or 93.5˚, 33.5˚ W.I.F. David et al., Nature 353, 147 (1991)Blaschko, O.; et al.. Physi.Revi.B 1997, 56, 2288-91.

Energetické rozdíl mezi p-h 11-12 meV W.I.F. David et al., Proc.R.Soc. London Ser. A 442, 129 (1993)

Energetická bariéra p-h 245-290 meV F. Gugenberger et al., Phys.Rev.Lett. 69, 3774 (1992)R.D. Johnson et al., Science 255, 1235 (1992)

Aproximace

Párová aproximace Předpoklad - globalní potenciál může být složen z

jednotlivých párových příspěvků C60 molekul Zásadní pro modelování pevné fáze

Ih aproximace Geometrie C60 molekul byla držena v Ih sym. Ih symetrie (tj. 5:6 and 6:6 vazba je konst.)

Párová aproximace

Ih aproximace

-0,2000

0,3000

0,8000

1,3000

1,8000

2,3000

0 20 40 60 80 100 120

Angle [deg]

Ener

gy [e

V] Opt 14.04Ǻ

Ih 14.04Ǻ

Ih 13.50Ǻ

Opt 13.50Ǻ

2-D povrch potenciální energie

Srovnání metod

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

LDA GGA MP2 TPSS EXP

Lattice constant [Ǻ]

0

2

4

6

LDA GGA MP2 TPSS EXP

Binding energy [eV/molecule]

-20

0

20

40

60

LDA GGA MP2 TPSS EXP

p-h energy difference [meV/cell]

0

100

200

300

LDA GGA MP2 TPSS EXP

p-h energy barrier [meV/cell]

Budoucnost

NLC-DFT MD simulace

Výběr metody Potenciál

Přechod ke složitějším systémům Pevná C60 s CO skupinou v oktaedrické dutině Slabé interakce v 2D-grafitu a „nanotubách“

Děkuji za pozornost !

Obecný úvod a motivace

Selhání empirických přístupů pro popis nízko-teplotního chování pevné C60

Savinův přístup k řešení Ab initio přístupy – LDA

LDA metody fungují z nefyzikálních důvodů 2-D PES není dostatečný pro MD

Vývoj efektivní metody pro popis systémů této velikosti

Metody

Výpočty pevné fáze – DFT(PBC) PW (plane-wave) GTO (gaussian type orbital) PAO (pseudo-atomic orbital)

Výpočty klastrů DFT MP2 CCSD(T)

Programy pro ab initio výpočty Turbomole

GTO báze RI-DFT, RI-MP2 výpočty (RI-resolution of identity)

Siesta PAO báze DFT-LDA, GGA funkcionály Troullier and Martins pseudo-potenciály

VASP Plane-wave báze DFT-LDA, GGA funkcionály US, PAW pseudo-potenciály