Теоретически исследованы электронные спектры функционализированной полупроводниковой углеродной нанотрубки (НТ). В молекулярной системе рассмотрены следующие мягкие степени свободы: радиальная деформация, дислокации несоответствия и конформации. Для каждой модели получена самосогласованная система уравнений. Каждая система описывает продольное квантование носителя в НТ, взаимодействие носителя в НТ с электрическими диполями молекул, материальные уравнения для мягкой степени свободы и ее реконструкции. Показано, что функционализация модифицирует электронные спектры НТ и создает различные условия для локализации или туннелирования дырок и электронов.

Самоузгоджений теоретичний підхід розроблено для опису нескомпенсованого носія заряду всередені напівпровідникового квантового дроту, що вкритий м'яким молекулярним шаром. Деформацію молекулярного шару в неоднорідному електричному полі носія описано в моделі рідкого кристала з власним електричним дипольним моментом. Поздовжнє квантування носія заряду зведене до спектральної проблеми для нелінійного рівняння Шредингера. Самоузгоджене рішення спектральної проблеми одержано в термінах еліптичних функцій. Система має таку поведінку: чим вищою є взаємодія, тим більшою є нелінійність; найнижчі квантові рівні відчувають найбільшу нелинійність; ефект має бути більш відчутним для більш важких дірок; у разі зростання взаємодії енергетичні рівні знижуються та носій локалізується. Поява локалізованих станів може відповідати за зменшення провідності в нанодротах, що спостерігають в експерименті.

The paper presents results of experimental and theoretical investigations of thin chalcogenide films at nanostructure level. Transmission electron microscopy demonstrated amorphous cluster structure. The equations for order parameters in cluster boundaries have been obtained and analyzed.

Функціоналізацію (адсорбцію) графену та вуглецевих нанотрубок (ВНТ) досліджено у випадку перенесення заряду між молекулою (адатомом), яка функціоналізує, та субстратом (графенами або ВНТ). Розглянуто розрахунки переносу заряду з перших принципів. Показано, що електростатичні диполі, які обумовлені перенесенням заряду, описують взаємодію між адсорбованими атомами або острівцями (кластерами) за низької концентрації, тобто на початковій і проміжній стадії функціоналізації. Показано, що у графіті, бі- та триграфенах інтеркальовані атоми можна описати електростатичними квадруполями. Обчислено величину цих квадруполів і показано, що їх осі спрямовані нормально до шарів. На поверхні ВНТ адсорбовані нанокристали (кластери) описуються як електростатичні квадруполі. Величину цих квадруполів обчислено та показано, що їх осі спрямовані вздовж ВНТ. На великих відстанях розраховано енергії взаємодії та сили відштовхування кластерів. Результати пояснюють однорідний розподіл адсорбованих частинок і кластерів, що виявлено експериментально.

Запропоновано механізм циклічного електрохімічного комутаційного ефекту, що спостерігається в електрохімічних системах з точковими контактами. Ефект, що полягає у чергуванні процесів формування та розчинення нанодендритів, які синтезуються в електроліті, виникає у новому типі електрохімічної електродної системи і безщілинній електродній системі, що формується на поверхні точково-контактного каналу провідності. У межах моделі автоколивань проаналізовано основні особливості цього явища та обговорено ефекти зворотного зв'язку. Досліджено властивості безщілинної електродної системи та розглянуто еволюцію каналу провідності точково-контактної наноструктури. Показано, що критичною умовою для реалізації унікальної еволюції каналу провідності є утворення електричної дуги, що відповідає за перерозподіл речовини та струму в електрохімічній системі. Запропонований механізм адекватно описує експериментально спостережувані явища та безперечно буде корисним для подальших досліджень. Одержані результати можуть бути використані для розробки нового покоління високочутливих сенсорів, побудованих на використанні квантування провідності дендритних точкових контактів, занурених в електроліт.

Функціоналізацію (адсорбцію) графену та вуглецевих нанотрубок (ВНТ) досліджено у випадку перенесення заряду між молекулою (адатомом), яка функціоналізує, та субстратом (графенами або ВНТ). Розглянуто розрахунки переносу заряду з перших принципів. Показано, що електростатичні диполі, які обумовлені перенесенням заряду, описують взаємодію між адсорбованими атомами або острівцями (кластерами) за низької концентрації, тобто на початковій і проміжній стадії функціоналізації. Показано, що у графіті, бі- та триграфенах інтеркальовані атоми можна описати електростатичними квадруполями. Обчислено величину цих квадруполів і показано, що їх осі спрямовані нормально до шарів. На поверхні ВНТ адсорбовані нанокристали (кластери) описуються як електростатичні квадруполі. Величину цих квадруполів обчислено та показано, що їх осі спрямовані вздовж ВНТ. На великих відстанях розраховано енергії взаємодії та сили відштовхування кластерів. Результати пояснюють однорідний розподіл адсорбованих частинок і кластерів, що виявлено експериментально.

Запропоновано просту модель, яка може описати структуру та зарядове впорядкування у складних допованих органічних кристалах. Розглянуто квазіодновимірну модель кристала з ланцюжками (стопками) плоских молекул BEDT-TTF. У ланцюжку великих молекул (ВМ) малі молекули (ММ) заповнюють кожен проміжок між ВМ. Взаємодія всіх молекул визначається потенціалом Леннард - Джонса. Показано, що ММ допанта розміщені у двоямному потенціалі. У випадку електронейтральних молекул, за низьких температур відбувається флуктуаційне структурне впорядкування: ММ групуються в пари біля ВМ, період гратки у флуктуаційному домені подвоюється. Визначено структуру межі між флуктуаційними доменами. У випадку заряджених молекул корекціяна електричну взаємодію диполів робить систему суттєво тривимірною, відбувається сегнетоелектричне впорядкування в ланцюжку та антисегнетоелектричне між ланцюжками. Описано структуру можливих зарядових доменів і меж.

We consider the adsorbed benzene monolayer on graphene and show that the monolayer's structure can be very complicated even for benzene, the simplest representative of the cyclic hydrocarbons. We base on previous the first principal investigations, which found different energy states of the adsorbed benzene molecule. We find existence of the six domains (star domains) for the stable molecular monolayer. The representatives of these domains (grains) at the graphene hexagonal layer are star vectors that describe transitions from symmetric high energy state into the stable low symmetric position. In the hexagon lattice of any benzene close pack domain, we introduce the primitive unit vectors which are twice longer than the graphene primitive unit ones. The symmetry elements of the adsorbed benzene monolayer on graphene are found, left and right domains are introduced. Besides, half-translation of the benzene domains on the graphene primitive unit vectors leads to further increasing in the variety of the domain types. We introduce the selection procedure to decrease the number of the possible domains, find zero-block cells, and the complete number of the benzene domains - eight. We find all types of the structural domains and show their relation with the graphene unit cell construction.