Investigamos la estabilidad y las propiedades mecánicas y electrónicas de 15 metaestables mixtas. sp2 − sp3 alótropos de carbono en la familia de redes de grafeno interpenetrantes (IGN) utilizando la teoría funcional de densidad (DFT). Los alótropos IGN exhiben compresibilidades lineales y no monotónicas antes de que sus estructuras se transformen irreversiblemente en nuevas configuraciones bajo una gran compresión hidrostática. Las compresibilidades a granel máximas varían ampliamente entre estructuras y varían de 3.6 a 306 TPa − 1. Encontramos que todos los alótropos IGN tienen compresibilidades lineales negativas con valores máximos que varían de –0.74 a –133TPa − 1. La máxima compresibilidad lineal negativa de Z33 (–133TPa − 1 a 3.4 GPa) excede los valores reportados previamente a presiones superiores a 1.0 GPa. Los alótropos de IGN se pueden clasificar en tipo sillón o en zigzag, y estos dos tipos de IGN exhiben propiedades electrónicas diferentes. Los IGN de tipo zigzag son semimetales de línea de nodo, mientras que los IGN de tipo sillón son semiconductores o semimetales de bucle de nodo o de línea de nodo. La síntesis experimental de estos alótropos de IGN podría realizarse ya que sus entalpías de formación en relación con el grafito son solo de 0.1 a 0.5 eV / átomo ( C60 el fullereno es de aproximadamente 0.4 eV / átomo), y son posibles vías de compuestos binarios energéticamente factibles.
- Recibido el 12 de junio de 2016
- Revisado el 21 de septiembre de 2016
- Corregido el 27 de diciembre de 2016
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.245422
© 2016 Sociedad Estadounidense de Física
Física de la materia condensada y los materiales
