Исследование новых наноструктур на основе углеродных наноторов

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный  университет»

Факультет  физико-математический

Кафедра Физики и МОФ

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Исследование новых наноструктур на основе углеродных наноторов

 

 

 

 

 

        Выполнил: студент  46 группы ФМФ  

                                                                 Петров Вячеслав Константинович

                                                                     Научный руководитель: к.ф.-м.н.

                                                                     Шабиев Фарид Канафеович

 

 

Дата сдачи: 15.01.2011

Дата защиты:15.01.2011

Оценка:

 

 

 

 

Магнитогорск  2011

 

содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава I. Наноструктурированные углеродные материалы 5

1.1 Углеродные наноструктуры 6

1.1.1 Фуллерены 6

1.1.2 Нанотрубки 9

1.1.3 Новые углеродные наноструктуры 10

1.2 Постановка задачи исследования. 16

Глава II. Методы расчета углеродных наноструктур и структурные модели 17

2.1 Методы молекулярной механики 17

2.2 Полуэмпирические квантово-механические методы 17

2.3 Этапы моделирования структуры наноторов 18

ГЛАВА III. Результаты модельных расчетов 19

3.1 Результаты моделирования нанотрубок 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 25

  
ВВЕДЕНИЕ

 

Открытие  в 1985 году фуллеренов и в 1991 углеродных нанотрубок, обладающих уникальными  физико-техническими свойствами стимулировало  поиск новых углеродных наноструктур. Способность углеродных атомов находиться в различных гибридизированных  состояниях и образовывать огромное количество разнообразных химических соединений, является основой для  предположения о том, что кроме  открытых к настоящему времени углеродных наноструктур может существовать множество  других. Исследование процессов формирования углеродных наноструктур является актуальной задачей физики конденсированного состояния, так как нанометровые размеры структурных элементов обуславливают их уникальные физико-химические свойства, которые могут быть широко использованы на практике.

Особенностью  открытия известных к настоящему времени углеродных наноструктур –  фуллеренов, эндоэдральных фуллеренов, нанотрубок, пиподов является то, что  прежде чем они были синтезированы  экспериментально, возможность их существования  была предсказана в результате теоретического анализа и модельных расчетов. Кроме того, теоретически предсказана  возможность устойчивого существования  грифинофуллеренов, графиновых нанотрубок, наноторов, клесрита и других наноструктурированных  углеродных фаз, работы, по синтезу  которых ведутся в настоящее  время. По-видимому, возможно существование  еще большего количества других еще  не изученных углеродных наноструктур. Поэтому, необходимы предварительные  модельные и теоретические исследования. Широкое практическое применение углеродных наноструктур в первую очередь возможно в виде наноструктурированных углеродных фаз. Поэтому актуальной является также  задача моделирования и теоретического исследования закономерностей формирования наноструктурированных углеродных фаз.

Глава I. Наноструктурированные углеродные материалы

 

Углерод – элемент, атомы которого, при  образовании соединений, способны находится  в различных гибридизированных  состояниях, и образовывать огромное количество различных органических соединений [1-4]. Однако из неорганических соединений углерода до середины двадцатого века были известны только две кристаллические структуры, состоящие из атомов углерода – алмаз и графит. Другие природные и искусственные углеродные материалы, такие как угли, коксы, сажи и т.п., рассматривались как разновидности двух основных аллотропных модификаций содержащие большое количество структурных дефектов [4-8]. Алмаз – это трехмерная жестко связанная структура, состоящая из атомов углерода в состоянии sp3 гибридизации. А кристаллы графита имеют слоистую структуру каждый слой, которой составлен из шестиугольников, стороны которых образуют углерод-углеродные связи, а в вершинах расположены атомы углерода в состоянии sp2 гибридизации [1-8].

Большое многообразие органических соединений на основе углерода подсказывало, что  и неорганических углеродных структур должно быть больше чем две известных [9], и поиски новых углеродных фаз которые интенсивно велись с конца девятнадцатого века, привели к открытию советскими учеными третьей аллотропной модификации углерода – карбина в 1960 [9-10]. Карбин это углеродная структура, состоящая из атомов в состоянии sp гибридизации, которые образуют цепочки, связанные между собой ковалентными связями, а межцепочечные связи должны осуществляться ван-дер-ваальсовским взаимодействием [2]. Следующим важным шагом в поиске новых структур стали открытия нанструктурных каркасных форм углерода – фуллеренов в 1985 и нанотрубок в 1991 годах [10,11].

 

1.1 Углеродные наноструктуры

1.1.1 Фуллерены

 

Каркасные молекулы, открытые в 1985г. (Р.Е. Смолли, Г.Кротто, Р.Ф. Керл и др.) названы  фуллеренами в честь архитектора Букминестра Фуллера [10,11]. Самым распространенным среди фуллеренов является молекула С60, которая характеризуется наиболее высокой симметрией и, как следствие, наибольшей стабильностью и вероятностью синтеза, о чем свидетельствует масспектрограмма изображенная на рис. 1.1.

 

Рис. 1.1. Масспектрограмма углеродного пара, образующемся при  лазерном испарении углеродной мишени в импульсном сверхзвуковом сопле в атмосфере гелия [10]

 

Фуллерен  С60 имеет структуру правильного усеченного икосаэдра. Атомы углерода в этой молекуле располагаются на замкнутой сферической поверхности в вершинах 20 правильных шестиугольников и 12 правильных пятиугольников (рис. 1.2.а,б.). При этом каждый шестиугольник граничит с тремя шестиугольниками и с таким же количеством пятиугольников (рис. 1.2.в), а каждый пятиугольник граничит только с шестиугольниками (рис. 1.2.г).

 

 

Рис. 1.2. Структура  молекулы фуллерена С60: (а) изображение С60 в полевом ионном микроскопе [12]; (б) молекулярная модель фуллерена С60; (в) шестиугольник, граничащий с тремя шестиугольниками и тремя пятиугольниками; (г) пятиугольник, граничащий с пятью шестиугольниками

 

Обладая замкнутой сферической структурой, С60 является молекулой, а не кластером, что отражается на основных свойствах фуллерена. Поэтому взаимодействие между атомами двух разных фуллеренов слабее, чем между ближайшими атомами одного фуллерена, которые связаны между собой ковалентными связями. Все ковалентные связи между атомами фуллеренов являются замкнутыми, и при взаимодействии двух молекул С60 новых ковалентных связей между ними не возникает, как в случае двух кластеров, которые имеют нескомпенсированные связи на поверхности. В результате в углеродных материалах, состоящих из фуллеренов, каждый из них сохраняет свою структуру и свойства [12].

Высокая прочность ковалентных углерод-углеродных связей в молекуле фуллерена объясняет  тот факт, что фуллерен является термически устойчивым при высоких  температурах. Экспериментально установлено, что фуллерены образуются в углеродном паре, имеющем температуру 2500–3500 К. Результаты молекулярно динамических вычислений доказывают, что структура  фуллеренов разрушается только при температуре выше 3000 К [12].

Расчет  электронной структуры фуллеренов показывает, что фуллерены являются полупроводниками с шириной запрещенной зоны Egap = 1.56eV [12,13].

Фуллерены отличаются высокой инертностью  по отношению к мономолекулярному  распаду. Из экспериментальных данных следует, что энергия присоединения  кислорода к С60 составляет 90 ккал/моль. Что вдвое превышает соответствующее значение для графита, т. е фуллерены отличный материал для создания стойких материалов по отношению к кислороду.

Еще одним  из наиболее интересных уникальных свойств  фуллеренов является их способность  образовывать соединения, причем при  одном и том же составе соединения могут коренным образом отличаться свойствами, в зависимости от того, как присоединяются атомы других элементов к фуллеренам – снаружи оболочки или внутри [14].

На основе этого свойства развивается новое  научное направление фуллеренохимия. Наиболее интересные результаты, в  котором ожидаются при создании фторсодержащих соединений фуллеренов. На основе фторсодержащих фуллеренов возможно создание твердых смазочных  материалов, которые не будут терять своих свойств, при сколь угодно низких температурах [11,12].

Впервые фуллерены были синтезированы при испарении графита [10,11]. Масспектрограмма кластеров, образующихся при лазерном испарении графита, представлена на рисунке 1.1 [10]. Как видно, начиная с кластеров содержащих 36 атомов, стабильными являются кластеры с четным числом атомов углерода (кластеры с нечетным числом атомов выпадают), а максимум масспектрограммы приходится на кластер С60.

Для производства фуллеренов необходимо осуществить  распыление графита. Существует два  основных способа испарения графита  либо в результате электрического нагрева графитового электрода [14], либо в результате лазерного облучения поверхности графита [15]. Термическое испарение графита осуществляется в атмосфере инертных газов – наиболее часто гелия. Основная роль гелия связана с охлаждением фрагментов, которые, очевидно, имеют высокую степень колебательного возбуждения, что препятствует образованию из этих фрагментов стабильных структур. Кроме того, атомы гелия уносят энергию, выделяющуюся при объединении фрагментов. Преимущество гелия перед другими типами буферного газа связано с характерной для этого атома высокой эффективностью тушения колебательно-возбужденных молекул. Существует оптимальное давление буферного газа, т.к. при высоких давлениях агрегация фрагментов углерода будет затруднена. Оптимальное давление гелия колеблется в диапазоне от 50–100 тор. [10,11].

Фуллерены могут быть получены не только термическим  распылением графита, но и другими  способами. Например, пиролиз углей, углеродсодержащих соединений или  углеводородов. Одним из таких способов является пиролиз нафталина при  температуре Т ≈ 1300 К. [14].

1.1.2 Нанотрубки

 

В 1991 г. Сумио Ииджимой (S.Iijima) в лаборатории NEC, Япония, с использованием трансмиссионной электронной микроскопии высокого разрешения, было произведено первое наблюдение (рис. 1.3.) углеродных нанотрубок [16]. На рисунке 1.3. изображена многослойная углеродная нанотрубка синтезированная при помощи дугового разряда в атмосфере гелия. В качестве анода и катода были использованы графитовые стержни. Независимо от Ииджимы, в то же самое время (1992), российские  исследователи также сообщили об открытии углеродных нанотрубок и жгутов нанотрубок, но намного меньшей длины по отношению к диаметру [17].

Углеродные  нанотрубки, по мнению Р.Е. Смоли [19], являются разновидностью фуллерена, т.е. это продолговатый фуллерен. Этот вывод был сделан потому, что углеродная нанотрубка представляет собой свернутый в цилиндр графитовый слой, т.е. поверхность, которой состоит из правильных шестиугольников, в вершинах которых лежат атомы углерода. Так же как и для фуллеренов, изгиб поверхности графитовой плоскости, приводящий к образованию замкнутой каркасной молекулы, обеспечивается присутствием 12 пятиугольников. Пятиугольники располагаются по 6 на каждом из концов нанотрубки, образуя кепки, которые являются половинками фуллеренов [19].

Рис. 1.3. Электронно-микроскопическое изображение многослойных коаксиальных нанотрубок, наблюдавшихся Ииджимой в 1991г.: (a) N = 5, d0 = 67 Å; (b) N = 2, d0 = 55Å; и (c) N = 7, di = 23Å, d0 = 65Å, где N-число коаксиальных трубок, d0, di – диаметры внешней и внутренней трубок соответственно [16]

1.1.3 Новые углеродные наноструктуры

 

С открытием  фуллеренов и нанотрубок интерес  к поиску новых углеродных фаз  и наноструктур вырос. Это обусловлено  не только интересом к их исследованию с точки зрения фундаментальной  науки, но и тем, что новые углеродные материалы должны обладать уникальными  физико-техническими свойствами и найти  широкое применение в современных  нанотехнологиях.

Одной из новых экспериментально синтезированных  углеродных наноструктур структур стали эндоэдральные фуллерены [13]. Эндоэдральными фуллеренами (эндоэдралами) называются фуллерены, внутри которых находятся один или несколько атомов или молекул. Эндоэдральные фуллерены предсказывались с момента открытия фуллеренов, т.к. размер внутренней полости фуллеренов 0,7 нм превышает эффективные размеры атомов и простейших молекул (0,1-0,4 нм). Для обозначения эндоэдральных соединений используется формула Mm@Cn, где m – число атомов или молекул M, содержащаяся внутри фуллерена состоящая из n атомов углерода [13]. Впервые эндоэдральные соединения были синтезированы вскоре после открытия фуллеренов [14]. Получение эндоэдральных соединений возможно путем синтеза заполненных фуллеренов и нанотрубок, когда атомы и молекулы попадают внутрь в процессе формирования самих каркасных структур. Такой способ синтеза возможен, когда в парах углерода, из которого образуются каркасные соединения, присутствуют атомы примеси, которые необходимо инкапсулировать. Метод распыления графита и примеси существенной роли не играет. Лазерным распылением были получены металлофуллерены La@C2n, где 2n = 60, 70, 74 и 82 [14]; Um@C2n, U@C28, U2@C60 [15]. Электродуговым методом, когда примесь добавлялась в распыляемый электрод, синтезированы Sc@C82, Y@C82 [13].

В эндоэдральных  фуллеренах атомы или молекулы, находящиеся  внутри фуллеренового каркаса, обмениваются электронами с фуллеренами, этим обусловлены особенность строения (атомы внутри фуллеренов располагаются  не по центру) и свойств эндоэдралов. Смещенное положение атома внутри фуллеренов и обмен зарядами между  инкапсулированными атомами и оболочкой  обусловливает наличие у эндоэдралов  постоянного дипольного момента  и сегнетоэлектрических свойств [16].

Металлофуллерены  являются сильным восстановителем  и могут участвовать в большом  числе химических реакций, приводящих к присоединению атомов и молекул. Атомы и молекулы, присоединяющиеся к эндоэдралам снаружи, могут  занимать разные не эквивалентные позиции, поэтому соединения, образуемые эндоэдралами, имеют много изомерных разновидностей [13].

Еще один класс новых углеродных наноструктур, синтезированных в последние  годы – это полимеризованные фуллерны, получающиеся в результате соединения нескольких фуллеренов прочными ковалентными связями. Наиболее известным из них  является димер С120, молекулярная структура которого изображена на рисунке 1.11.а [17]. Это два фуллерена связанных между собой ковалентно, в отличие от кристаллов фуллерита, где фуллерены связаны ван-дер-ваальсовым взаимодействием. Так же в работе [20] получена наноструктура из трех фуллеренов С60 – С180. Возможные модификации тримера С180 изображены на рисунке 1.11.б.

Рис. 1.11. Молекулярная структура: (а) димера С120, определенная рентгеноструктурным анализом; (б) тример С180 из трех фуллеренов [22]

 

Еще одна новая углеродная наноструктура, синтезированная экспериментально и предсказанная теоретически на основании расчетов методами молекулярной механики – пипод (peapod в пер. с англ. стручок) [20,21]. Структура пипода изображенная на рисунке 1.12., напоминает структуру горохового стручка, т. е, внутри углеродной нанотрубки расположены фуллерены.

 

Согласно  модельным расчетам, выполненным  Джирифалко (Girifalco), механизмом формирования такой структуры является втягивание фуллеренов в открытый конец нанотрубки. Экспериментально пиподы были синтезированы в 2000 году одновременно несколькими группами экспериментаторов [22,23].

Так же имеется  ряд теоретических работ посвященных  исследованию возможности существования  новых гипотетических структур. Например, в работе [25] теоретически предсказана структура клесрита (Clathrates) (рис. 1.13.), которая может быть цепочечная или трехмерная. Цепочечная разновидность получается в результате соединения углеродных кластеров содержащих 24 атома углерода, трехмерная – при сшивке цепочек ковалентными связями. Так же было определено, что подобная структура будет обладать полупроводниковыми свойствами (ab initio методами).

Рис. 1.13. Молекулярная структура: (а) клесрита вычисленная ab initio методами; (б) кристаллическая структура на основе клесрита [25]

 

Еще одна новая гипотетическая структура  предложена авторами работ [21,23]. В работе [26] предложена структура нанотора, т. е. тора нанометрового масштаба. Нанотор, по мнению авторов [25], это соединение между собой десяти фрагментов углеродных нанотрубок (10,0) и (6,6), в результате образуется нанотор радиусом 2.6 нм. Соединение нанотрубок обеспечивается наличием пентагонов и гептагонов на стыках. В работе [21] предложен ряд других различных модификаций наноторов. Так же в работах [22,20] были рассчитаны электронные структуры наноторов. Расчеты показали, что такая каркасная форма углерода будет являться проводником с шириной запрещенной зоны Egap = 0.93eV для нанотора С120, когда для фуллерена С60 она составляет Egap =1.56eV.

Рис. 1.14. Молекулярная модель углеродного нанотора: (а) структура  и электронная плотность нанотора [21]; (б) различные модификации наноторов [23]

 

Новый класс  фуллеренов и углеродных нанотрубок был предложен в работах [24-26], так называемые графинофуллерены и графиновые нанотрубки. Структура графинофуллеренов изображена на рисунке 1.15.а,б. Графинофуллерен имеет структуру подобную фуллереновой, однако состоит не только из sp2 гибридизированных атомов углерода, но и sp. sp2 гибридизированные атомы на поверхности графинофуллеренов образуют пентагоны и гексагоны, связь между которыми обеспечивается карбиновыми цепочками из sp атомов.

Структура графиновых нанотрубок изображена на рисунках 1.15.в,г. Стенки графиновых нанотрубок образуются из гексагонов, соединенных  цепочками sp атомов. Графиновые нанотрубки модельно образуются при сворачивании графинового листа. Гипотетическая слоевая структура названная графином (graphyne) была предложена R.H. Baughman, H. Eckhardt и M. Kertesz [27]. Поэтому в работах [25,26] выделяются (подобно углеродным нанотрубкам) zigzag (рис. 1.15.в.) и armchair (рис. 1.15.г.) модификации графиновых нанотрубок.

Рис. 1.15. Структура  графинофуллеренов: (а) С120g1 (б) С180g1 [25]. Структура графиновых нанотрубок: (в) графиновой zigzag нанотрубки (2,1)g1; (г) графиновой armchair нанотрубки (3,0)g1 [26]

1.2 Постановка задачи исследования.

 

Таким образом, из литературного обзора следует, что  углеродные наноструктуры (фуллерены, углеродные нанотрубки, эдоэдральные структуры и др.) обладают уникальными  физико-химическими свойствами и  могут найти широкое применение в наноэлектронике, аэрокосмической  промышленности, ядерной энергетике и других технических отраслях обеспечивающих научно-технический прогресс.

Задача  данной курсовой работы заключается  в поиске новых  наноструктур на основе углеродных наноторов, методами молекулярной механики.

 

Глава II. Методы расчета углеродных наноструктур и структурные модели

2.1 Методы молекулярной механики

Методы  молекулярной механики применимы для  систем, содержащих тысячи атомов, газовых  фаз. С помощью методов данного  класса можно производить минимизацию  энергии устойчивых конфигураций молекул, отдельные энергетические расчеты  для сравнения структуры различных  молекулярных изомеров, исследования устойчивости структуры молекул  молекулярной динамикой.

Суть  методов молекулярной механики заключается  в нахождении такого относительного расположения атомов в моделируемой структуре, при котором полная энергия  взаимодействия минимальна. Для расчетов в работе использовались методы молекулярной механики ММ2 и ММ+. В этих методах  полная энергия связей складывается из энергии удлинения связей, энергии  изгиба, энергии скручивания и  энергии дальнодействующих взаимодействий (2.1).

  (2.1)

2.2 Полуэмпирические квантово-механические  методы

 

В полуэмпирических квантово-механических методах, использованных в данной работе для расчетов энергетических характеристик углеродных наноструктур, состояние моделируемых наноструктур описывалось уравнением Шредингера [24-27]. Для нахождения энергетических характеристик наноструктур уравнение Шредингера решалось в следующих приближениях. Во-первых, для упрощения гамильтониана пренебрегали влиянием внешних полей и спинов электронов и ядер. Во-вторых, использовалось адиабатическое приближение Борна-Оппенгеймера, согласно которого ядра атомов считались покоящимися и не совершающими тепловых движений. В-третьих, использовалось одноэлектронное приближение Хартри-Фока, т.е. считали, что волновая функция, описывающая наноструктуру, может быть представлена как произведение волновых функций описывающих отдельные электроны.

 

2.3 Этапы моделирования структуры  наноторов

На первом этапе получим однослойные углеродные нанотрубки, путем сварачивания графенового  листа.

На втором этапе с помощью данных нанотрубок построим локтевые сгибы.

На третьем  этапе локтевые сгибы складываются в наноторы при этом рассчитывается полная энергия связей Е и удельная энергия Еу = Е/N, где N – это кол-во атомов в структуре нанотора.

 

ГЛАВА III. Результаты модельных расчетов

3.1 Результаты моделирования нанотрубок

В результате моделирования углеродных нанотрубок путем сворачивания графенового  листа были получены УНТ изображенные на рисунке 3.1:


 


 


Рис. 3.1 Углеродные нанотрубки (n:m) различной хиральности.

Диаметр нанотрубок получившихся в  результате моделирования соответствуют  экспериментальным и теоретическим  данным. (Таб. 3.1)

 

Таблица 3.1

Диаметры углеродных нанотрубок различных хиральностей полученных в результате моделирования и  экспериментальных данных из литературы.

НТ

(n,m)

D, нм моделирование

D, нм

D, нм

эксперимент

Хиральность

(4,0)

0.33

0.31332

0.3[24], 0.33[20]

Zigzag

(5,0)

0.39

0.39165

(6,0)

0.47

0.46998

(7,0)

0.55

0.54831

(8,0)

0.63

0.62664

(9,0)

0.70

0.70497

0.7 [27]

(3,3)

0.40

0.40702

Armchair

(4,4)

0.56

0.54269

(5,5)

0.69

0.67836

0.68[28]


 

 

 В результате соединения нанотрубок получаются локтевые сгибы изображенные на рис. 3.2

 

Armchair(3:3)-zigzag(3:0)                    Armchair(3:3)-zigzag(4:0)

 

Armchair(3:3)-zigzag(5:0)                    Armchair(3:3)-zigzag(6:0)

 

Armchair(3:3)-zigzag(7:0)                    Armchair(3:3)-zigzag(8:0)

 

Рис. 3.2 Локтевые сгибы для различных нанотрубок

Соединяя  между собой несколько локтевых сгибов - получаем углеродные наноторы изображенные на рис. 3.3 – 3.5

 

 

 

                        А.                                       В.                                    С.

Рис.3.3 Nanotorus (3:3-4:0)

 

                        А.                                       В.                                    С.

Рис.3.4 Nanotorus (4:4-5:0)

 

                        А.                                       В.                                    С.

Рис.3.5 Nanotorus (4:4-6:0)

Расчет  полной и удельной энергии связи  наноторов приведена в таблице 3.2  из которой видно, что для  тора с локтевым сгибом 4:4-6:0 обладает минимальной энергией равной – 157,9 кКал/моль. Близкая по значению удельной энергии является структура тора С372 состоящего из трубок 4:4 – 6:0 и имеющего удельную энергию – 156,9 кКал/моль.

 

Таблица 3.2

Расчет полной и удельной энергии наноторов

 

D

E

Eуд

С

Рис.

3:3 - 4:0

18,8156

4870635,945

23875,6664

204

3.3 (A)

27,2314

9396476,044

31321,58681

300

3.3 (B)

39,4471

19041614,6

40687,21068

468

 3.4 (C)

4:4 - 5:0

15,4419

4151759,276

20758,79638

200

3.4 (A)

27,33

-58334,72731

-156,8137831

372

3.4 (B)

35,3459

77042,60531

156,5906612

492

3.4 (C)

4:4 - 6:0

15,4413

4038704,52

20193,5226

200

3.5 (A)

22,1857

-50518,73712

-157,8710535

320

3.5 (B)

35,24

27027162,84

45045,27139

600

3.5 (C)


 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Моделируя структуры наноторов, мы получили торы со следующей структурой указанной  на рис. 3.3–3.5. Все торы являются симметричными, расчет энергитических характеристик  полученных торов показывает, что  наименьшей энергией обладают торы : 4:4 - 5:0 (С372), 4:4 - 6:0 (С320) с удельной энергией равной – 156,9 и – 157,9 кКалл/моль соответственно. Следовательно, наиболее вероятной структурой нанотора  будут С372 и С320 из трубок 4:4 – 5:0 и 4:4 – 6:0.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Фиалков А.С. Углеграфитовые материалы. М.: Энергия, 1979. 319 с.
  2. Федоров В.Б., Шоршоров М.Х., Хакимова Д.К. Углерод и его взаимодействие с металлами. М.: Металлургия, 1978. 208 с.
  3. Уббелоде А.Р., Льюис Ф.А. Графит и его кристаллические состояния. М.: Мир, 1965. 281 с.
  4. Сюняев З.И. Нефтяной углерод. М.: Химия, 1980. 272 с.
  5. Байтингер Е.М. Электронная структура конденсированного углерода. Издат. УрГУ. Свердловск, 1988. 152 с.
  6. Шипков Н.Н., Костиков В.И., Непрошин Е.И., Демин А.В. Рекристаллизованный графит. М.: Металлургия. 1979. 184 с.
  7. Сюняев З.И. Облагораживание и применение нефтяного кокса. М.: Химия. 1966. 173 с.
  8. Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М.: Аспект Пресс, 1997, 718 с.
  9. Красюков А.Ф., Нефтяной кокс. М.: Химия. 1966. 264 c.
  10. Maire J., Mering J. Graphitization of soft carbon // Chemistry and physics of carbon. New York : Dekker. 1970. V.6. P.125–190.
  11. Островский В.С., Виргильев Ю.С., Костиков В.И., Шипков Н.Н. Искусственный графит. М.: Металлургия, 1986, 272 с.
  12. Fishbach D.B. The kinetics and mechanizm of graphitization. // Chemistry and Physics of Carbon. 1971. V.7. P.1–105.
  13. Pacault A. The kinetics of graphitization // Chemistry and Physics of Carbon. 1971. Ed. by P. Walker. New York. M. Dekker. Vol.7. P. 107-154.
  14. Шулепов С.В. Физика углеграфитовых материалов. М.: Металлургия, 1990. 336 с.
  15. Kudryavtsev Yu.P. The discovery of carbyne // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. 1998. V.21. P.1-6
  16. Касаточкин В.И. Переходные формы углерода // Структурная химия углерода и углей. 1969. М.: Металлургия, С. 7-16.
  17. Касаточкин В.И., Сладков А.М., Кудрявцев Ю.П., Коршак В.В. О цепном полимере углерода – карбине // Структурная химия углерода и углей. 1969. М.: Металлургия, С.17-21.
  18. Heimann R.B., Evsyukov S.E., Kavan L. Carbyne and carbynoid structures // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. 1998. V.21. P.XIII-XVII.
  19. Смолли Р.Е. Открывая фуллерены // УФН. 1998. Т.168. №3. С.324-330.
  20. Крото Г. Симметрия, космос, звезды и С60 // УФН. 1998. Т.168. №3. С.343-358.
  21. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода // УФН. 1995. Т.165. №9. С.977-1009.
  22. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены // УФН. 1993. Т.163. №2. С.33-60.
  23. Елецкий А.В. Эндоэдральные структуры // УФН. 2000. Т.170. №2. С.113-142.
  24. Kratschmer W., Fostiropoulos K., Huffman D.R. The infrared and ultraviolet absorption spectra of laboratory-produced carbon dust: evidence for the presence of the C60 molecule // Chem. Phys. Lett. 1990. V.170. №6. P.167-170.
  25. Meijer G, Bethune D.S. Laser deposition of carbon clusters on surfaces: A new approach to the study of Fullerenes // J. Chem. Phys. 1990. V.93. P.7800–7802
  26. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature 1991. V.354 (6348) P.56–64.
  27. Косаковская З.Я., Чернозатонский Л. А., Федоров Е.А. Нановолоконная углеродная структура // Письма в ЖЭТФ. 1992. Т.56. №1. С.26–30.
  28. Dresselhaus M. S., Dresselhaus G., Saito R. Carbon fibers based on C60 and their symmetry // Phys. Rev. B 1992.V.45. P.6234–6242.
Исследование новых наноструктур на основе углеродных наноторов