Structure et énergétique du défaut dans le graphite

Nous déterminons les propriétés du défaut dans le graphite à partir de calculs de premiers principes. La structure de l'état fondamental est associée à une énergie de formation de 7,4 eV et résulte d'une combinaison de relaxation symétrique et de distorsion Jahn-Teller brisant la symétrie vers l'une des trois structures dégénérées liées par la symétrie. La distorsion entraîne une liaison faiblement reconstruite et de petits déplacements atomiques hors du plan. Le passage dynamique entre les structures dégénérées est activé par une barrière de 0,1 eV et nous interprétons les observations de microscopie à effet tunnel sur la base d'un aveuglement thermique entre les structures. L'énergie de migration calculée de 1,7 eV est inférieure à celle largement acceptée à partir d'expériences, et nous proposons que la divergence soit expliquée par une image révisée du piégeage pendant le transport du défaut, dépendant de la concentration. Nous discutons de la signification de ces résultats dans la compréhension du comportement des défauts dans le graphite irradié et les matériaux graphitiques connexes, en particulier les nanotubes à paroi unique.