Механические свойства, физика прочности и пластичность

Ab initio исследование сжимаемости и электронных свойств молекулярного органического кристалла C$_8$H$_{10}$O$_2$

Д. В. Корабельников, И. А. Федоров

Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия

Аннотация: Структура и электронные свойства молекулярного органического кристалла 3,5-октадиин-2,7-диола (C$_8$H$_{10}$O$_2$) изучены в интервале давлений от 0 до 1 GPa на основе ab initio расчетов в рамках теории функционала плотности с учетом дисперсионного взаимодействия. Вычислены сжимаемости C$_8$H$_{10}$O$_2$ и установлена значительная отрицательная линейная сжимаемость (-44 TPa$^{-1}$), которая вызвана изменением ориентации и линейных размеров молекулярных структурных единиц относительно кристаллографических осей. На основе топологического анализа электронной плотности показано, что водородные связи имеют частично ковалентный характер, а их энергии относительно велики. Показано, что верхние валентные и нижние незанятые электронные состояния отвечают преимущественно состояниям атомов углерода. Вычислена ширина запрещенной зоны C$_8$H$_{10}$O$_2$ и предсказано ее уменьшение с ростом давления.

Ключевые слова: молекулярный кристалл, отрицательная сжимаемость, давление, ширина запрещенной зоны, электронная плотность, теория функционала плотности.

Поступила в редакцию: 12.05.2022
Исправленный вариант: 12.05.2022
Принята в печать: 15.05.2022

DOI: 10.21883/FTT.2022.10.53098.378

Реферативные базы данных:

•