Углеродные и ван-дер-ваальсовы материалы

Устойчивость плоских щелей в многослойном кристалле графита

А. В. Савин^ab, А. П. Клинов<sup>a

a</sup> Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН), Москва, Россия
^b Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, Москва, Россия

Аннотация: С использованием двухмерной крупнозернистой цепной модели проведено моделирование плоских щелей в многослойных кристаллах графита. Показано, что при покрытии многослойным графеном линейной полости на плоской поверхности кристалла графита открытая (незаполненная щель) может образовываться только при ширине полости, не превышающей предельного значения $L_o$ (при ширине $L>L_o$ образуется только закрытое состояние щели, с пространством полости, заполненным покрывающим графеном). Предельное значение ширины открытой щели $L_o$ монотонно увеличивается с ростом количества листов графена $K$ в покрывающем слое. Для однослойной полости существует конечное предельное значение ее ширины $L_o<$ 3 nm, а для двух- и трехслойных полостей максимальная ширина открытой щели с увеличением $K$ бесконечно растет как степенная функция $K^\alpha$ с показателем 0 $<\alpha<$ 1. Внутри кристалла двух- и трехслойные щели при любой ширине могут иметь устойчивые открытые состояния. Для щели с шириной $L>$ 7.6 nm также возможно стационарное закрытое состояние, в котором ее нижняя и верхняя поверхности примыкают друг к другу. Моделирование тепловых колебаний показало, что открытые состояния двухслойных щелей ширины $L<$ 15 nm всегда устойчивы к тепловым колебаниям, а более широкие щели при $T>$ 400 K переходят из открытого состояния в закрытое. Открытые состояния трехслойных щелей всегда устойчивы к тепловым колебаниям.

Ключевые слова: графен, графит, плоские щели, молекулярная динамика, крупнозернистая модель.

Поступила в редакцию: 28.10.2025
Исправленный вариант: 07.11.2025
Принята в печать: 17.11.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.11.62145.303-25

Реферативные базы данных:

•