Квазиодномерные фуллерен-нанотрубные структуры: строение, энергетика образования и электронные свойства

Рассмотрен новый класс наноструктур: углеродные нанотрубы (УНТ), одетые в “шубу” из плотноупакованных фуллеренов С$_{60}$ (или С$_{70}$), “приклеенны” к ней силами Ван-дер-Ваальса. Дана классификация таких упаковок. Расчеты, проведенные полуэмпирическим и молекулярно-динамическим методами, выявили наиболее энергетически устойчивые системы, а также показали, что топологический (Stone-Walles) дефект на нанотрубе может помочь более выгодному “приклеиванию” к ней фуллерена. Показано, что молекулярное взаимодействие “шубы” из фуллеренов с нанотрубой приводит к существенному изменению ее электронного спектра – образованию минизон из большого числа ветвей, связанных со снятием вырождения уровней С$_{60}$, и свертке ветвей УНТ в меньшую, чем в УНТ, зону Бриллюэна системы. Этот факт должен существенно изменить взаимодействие света с такой наноструктурой по сравнению с УНТ и фуллеренами, что дает перспективу ее применения в фотовольтаике.