Template Effect in the Competition between Haeckelite and Graphene Growth on Ni(111): Quantum Chemical Molecular Dynamics Simulations

掲載論文
Ying Wang, Alister J. Page, Yoshio Nishimoto, Hu-Jun Qian, Keiji Morokuma, and Stephan Irl, J. Am. Chem. Soc., 2011 133 18837–18842. DOI: 10.1021/ja2064654
  • 量子化学分子動力学(QM/MD)を用いて、Ni(111)テラス上でのC2分 子のアンサンブルのシミュレーションを行った。これにより、六員環のテンプ レートや段差がない場合において、準安定中間体であるHaeckeliteがグラフェン よりも優先的に環形成が起こることを示した。長い炭素鎖がsp2結合の炭素ネッ トワークに迅速に変化することにより、環形成のプロセスが支配されてる。五員 環を核として始まり、環が折りたたまれる反応が起こる間に、六員環や七員環が 集まっていき、最終的に曲率がゼロ(グラフェン)になる。一方で、コロネン状 のC24のテンプレートがない場合は、近年の実験から示唆されるように、六員環 の環形成が明らかに促進された。段差や分子テンプレートがない場合、グラフェ ンの環形成は準安定状態の連続に関する「オストヴァルトの段階則」に従い、炭 素直鎖からHaeckeliteを経由して最終的にグラフェンに変化する。

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