![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Легированные искусственные двумерные алмазы |
|
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2024-06-28 12:44 ![]() Двумерные алмазы привлекают особое внимание научного сообщества. В частности, это связано с зависимостью их электронных, механических и структурных характеристик не только от способа получения, но от внедренных в образцы атомов-допантов. Следует отметить, что “чистые” 2D-алмазы оказываются неустойчивыми в условиях окружающей среды, поэтому и возникает необходимость их легирования, например, атомами бора или азота. В результате образуются композитные структуры, которые могут быть в дальнейшем использованы в нанооптике и наноэлектронике, а также в качестве селективных датчиков. В работе [1] авторы из Univ. de Sa?o Paulo (Бразилия) проанализировали различные свойства легированных бором или азотом 2D-алмазов. Эталонные системы вида C4X2 (X = B или N), которые приведены на рисунке, обладают так называемой “сэндвичевой” структурой: незамещенный монослой графена размещается между допированными графеновыми листами. При этом процент атомов замещения во внешних слоях достигает 50 %. Авторы рассмотрели четыре различные конфигурации (АА’А”-C4N2, ABC-C4N2, AA’A”-C4B2, ABC-C4B2), в которых все связи являлись ковалентными. Итоговые толщины образцов С4N2 и С4B2 составили 4.7 и 4.2 ?, соответственно. С помощью теории функционала плотности в программе Quantum ESPRESSO исследователи определили набор структурных, механических и электронных характеристик материалов с использованием PAW-псевдопотенциалов и функционалов PBE и optB88-vdW. Последний использовали для учета слабого ван-дер-ваальсового взаимодействия. Для более точного определения величин диэлектрической щели они применили гибридный функционал HSE. Кроме того, в программе VASP авторы провели ab initio NVT-молекулярно-динамические расчеты с целью установления кинетической устойчивости рассматриваемых материалов. Исследователи рассмотрели температурный диапазон от 300 до 1000 K, шаг молекулярной динамики составил 1 фс, а полное время моделирования – 5 пс. В результате расчет стандартных энтальпий образования подтвердил термодинамическую устойчивость 2D-алмазов. Анализ фононных спектров показал отсутствие мнимых частот, что свидетельствует об их динамической устойчивости. Данные молекулярно-динами-ческих расчетов подтверждают, что при комнатной температуре (300 К) все конфигурации C4X2 оказались стабильными. Однако уже при достижении 1000 К ковалентные связи в системе C4B2 начинали разрываться, в то время как образцы C4N2 не подверглись деградации и разрушению. Полученные результаты согласуются с дальнейшими вычислениями упругих характеристик. Материалы C4X2 являются механически устойчивыми, поскольку они удовлетворяют критериям Борна, и обладают высокими значениями модуля Юнга и коэффициента Пуассона. Электронные свойства у всех конфигураций C4X2 являются схожими. Так, у всех рассматриваемых материалов на зонной структуре в Г-точке наблюдается характерный параболический вид энергетических зон. При этом эффективные массы электронов и дырок в материалах C4N2 больше, чем у C4B2. Стоит отметить, что полученные величины эффективных масс сравнимы с фторированными и гидрированными 2D-алмазами. Расчет диэлектрических щелей показал, что ширина запрещенной зоны традиционного алмаза (4.57 эВ) меньше, чем у C4N2 (5.4 – 5.6 эВ), но больше, чем у C4B2 (1.6 – 2.0 эВ). В итоге, принимая во внимание термодинамическую, динамическую и механическую устойчивость 2D-алмазов и их уникальные электронные и упругие характеристики, авторы рассчитывают, что эти материалы займут достойное место в качестве базовых элементов нано- и оптоэлектроники. Осталось дождаться экспериментального подтверждения теоретических результатов. А. Грекова 1. B.Ipaves et al., ACS Appl. Electron. Mater. 6, 386 (2024). Источник: vk.com Комментарии: |
|