Registration Number
0826U004808, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
09-10-2026
popup.evolution
.
Title
Characteristics of structural transitions in low-dimensional organic materials
Author
Yevhenii M. Trotskyi,
popup.head Yevhen S. Syrkin
popup.opponent Roman Y. Brodskii
popup.opponent Elena Ezerskaya
popup.review Stepan Stepanian
popup.review Oleksandr Glamazda
popup.rada
B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine
Description
В дисертації виконано дослідження кристалографічних та динамічних характеристик низьковимірних органічних речовин під впливом електростатичної взаємодії з боку окремих атомів/молекул, введених у структуру речовини. Оригінальний текст дисертаційної роботи поділено на дві частини: 1) структурні переходи в органічних кристалах (біс)етилен-дітіо-тетратіафульвалена (BEDT-TTF) при допуванні меншими за розміром молекулами; 2) структурні переходи, які виникають при адсорбції молекул бензолу на моношарі графену. Ці дві різні речовини характеризуються наявністю π-електронної взаємодії, яка відповідає за міжмолекулярну взаємодію всередині стопки BEDT-TTF, взаємодію цих молекул з допантами та за адсорбцію органічних молекул на графені.
У вступі коротко обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначено мету та основні завдання дослідження, об’єкт, предмет та методи дослідження. Наведено інформацію про структуру та обсяг дисертації.
Розділ 1 присвячено огляду та аналізу літератури за темою дисертації. В огляді розповідається про: 1) органічні провідники та надпровідники, отримані при хімічному з’єднанні з π-електронними донорними молекулами тетратіафульваленового (TTF) типу; 2) графен з адсорбованими на ньому органічними молекулами. Адсорбція також відбувається через π-електронну взаємодію.
Розділ 2 присвячено дослідженню моделі квазіодновимірного ланцюжка з молекул BEDT-TTF. Дослідження починається з розгляду одновимірного ланцюжка, у який потім вбудовуються атоми/молекули, значно менші за розміром, ніж молекула BEDT-TTF. Далі представлено теоретичний опис структурних переходів в органічних молекулярних кристалах на основі BEDT-TTF під впливом малих молекул легуючої домішки. Вперше представлено квазіодновимірну модель, де молекули BEDT-TTF утворюють молекулярні стоси та взаємодіють переважно через сили Ван-дер-Ваальса, що описуються потенціалами типу Леннард-Джонса. Взаємодія малих молекул легуючої домішки з сусідніми молекулами BEDT-TTF представлена потенціалом подвійної ями, що дозволяє аналізувати поведінку переходу порядок-безлад, зникнення бар’єру та молекулярне зміщення в кристалічній ґратці.
Після цього порівнюється поведінка системи при додаванні нейтральних та заряджених легуючих молекул. Нейтральні легуючі домішки можуть призвести до локального впорядкування, подвоєння періоду ґратки та утворення флуктуаційних доменів, які інтерпретуються за допомогою моделі, подібної до Ізінга. Заряджені легуючі домішки вводять електростатичні взаємодії, перенос заряду, утворення диполів та впорядкування зарядів на великі відстані. Ці ефекти можуть стабілізовувати тривимірні впорядковані структури та створювати спонтанну поляризацію без зовнішнього електричного поля.
У розділі 3 показано, що легування може змінювати рівноважну відстань, орієнтацію молекул та площу контакту між молекулами BEDT-TTF. Для пояснення переходу від паралельного вирівнювання молекул до структур з повернутими на певний кут молекулами використовується модифікований потенціал типу Жіріфалько, що включає сили ван дер Ваальса, квадрупольну та електростатичну взаємодії.
Розділ 4 присвячено вивченню особливостей доменної структури молекул бензолу на моношарі графену. У цьому розділі досліджуються домени та доменні межі в квазідвовимірній системі ван дер Ваальса, утвореній молекулами бензолу, адсорбованими на графені. У дослідженні описується, як молекули бензолу зміщуються з симетричного нестабільного положення до стабільних місць адсорбції, утворюючи ліві та праві домени, пов’язані з двохатомною елементарною коміркою графену. Ці зміщення описані за допомогою векторного параметру порядку. Вперше введено класифікації цих доменів та ідентифікації можливих доменних меж з відносною орієнтацією 180°, 120°, 60° та 0°. Сформульовано топологічні правила відбору для визначення критеріїв існування конкретних типів доменних меж. У розділі також аналізуються геометричні властивості, де визначено ступінь заповнення та енергія різних конфігурацій меж. Введено класифікацію 180° доменних меж на вертикальні, де лінія межі ділить навпіл сторони графенових шестикутників, та горизонтальні, де діляться навпіл кути. Згідно отриманих результатів розрахунків, горизонтальні 180° межі мають найнижчу лінійну густину енергії потенціальної взаємодії і тому є найбільш стабільними. Ці доменні структури можуть впливати на електронні, механічні та динамічні властивості органічних гібридних матеріалів на основі графену. Досліджувані речовини широко використовуються в прикладних дослідженнях, які стосуються нано- та біоелектроніки.
Registration Date
2026-08-24
popup.nrat_date
2026-08-24 / 2026-10-12
