Структурные разновидности 2D нитрида бора
- Авторы: Ряшенцев Д.С.1, Беленков М.Е.1, Коваленко Л.Ю.1
-
Учреждения:
- Челябинский государственный университет
- Выпуск: № 16 (2024)
- Страницы: 971-980
- Раздел: Нанохимия
- URL: https://bakhtiniada.ru/2226-4442/article/view/319508
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2024.16.971
- EDN: https://elibrary.ru/UOOTJU
- ID: 319508
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Методом теории функционала плотности была произведена геометрическая оптимизация слоевых полиморфных разновидностей нитрида бора в которых атомы находятся в трех различных структурных позициях и определены их энергетические и электронные свойства. Структуры новых полиморфов состоят из атомов бора и азота в sp 2-гибридизованном состоянии и были модельно сформированы из гексагонального нитрида бора путем введения топологических дефектов 4-6-8, 4-6-10, 4-8-10, 4-16 и 4-6-12. В результате анализа установлена возможность существования девяти новых структурных разновидностей. Однако, в процессе геометрической оптимизации три структуры оказались неустойчивыми и в результате трансформировались в более устойчивые полиморфные разновидности BN-L 4-8 и BN-L 4-6-8. Слоевая плотность рассмотренных полиморфных разновидностей изменяется от 0,651 до 0,727 г/см2. Значения энергии сублимации новых структур находятся в диапазоне от 16,93 до 17,69 эВ / ( BN ). Ширина запрещенной зоны варьируется от 3,20 до 4,03 эВ. Определены взаимосвязи между энергетическими и структурными параметрами.
Об авторах
Дмитрий Сергеевич Ряшенцев
Челябинский государственный университет
Email: ryashentsev_dmitry@mail.ru
к.ф.-м.н., старший преподаватель кафедры химии твердого тела и нанопроцессов, химический факультет
Максим Евгеньевич Беленков
Челябинский государственный университет
Email: me.belenkov@gmail.com
к.ф.-м.н., старший преподаватель кафедры радиофизики и электроники, физический факультет
Лилия Юрьевна Коваленко
Челябинский государственный университет
Email: lkovalenko90@mail.ru
к.х.н., доцент кафедры химии твердого тела и нанопроцессов, химический факультет
Список литературы
- Zhu, J.Interpolation of atomically thin hexagonal boron nitride and graphene: electronic structure and thermodynamic stability in terms of all-carbon conjugated paths and aromatic hexagons /j. Zhu, S. Bhandary, B. Sanyal et al. // The Journal of Physical Chemistry C. - 2011. - V. 115. - I. 20. - P. 10264-10271. doi: 10.1021/jp2016616.
- Mirkarimi, P.B. Review of advances in cubic boron nitride film synthesis / P.B. Mirkarimi, K.F. McCarty, D.L. Medlin // Materials Science and Engineering: R: Reports. - 1997. - V. 21. - I. 2. - P. 47-100. doi: 10.1016/S0927-796X(97)00009-0.
- Ooi, N. Structural properties of hexagonal boron nitride / N. Ooi, V. Rajan, J. Gottlieb et al. // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. - 2006. - V. 14. - P. 515-535. doi: 10.1088/0965-0393/14/3/012.
- Cassabois, G. Hexagonal boron nitride is an indirect bandgap semiconductor / G. Cassabois, P. Valvin, B. Gil // Nature Photonics. - 2016. - V. 10. - I. 4. - P. 262-266. doi: 10.1038/nphoton.2015.277.
- Belenkov, M.E. Graphene polymorphs / M.E. Belenkov, E.A. Kochengin, V.M. Chernov, E.A. Belenkov // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - V. 1399. - Art. № 022024. - 5 p. doi: 10.1088/1742-6596/1399/2/022024.
- Belenkov, E.A. Structure and electronic properties of crystals consisting of graphene layers L6, L4-8, L3-12, and L4-6-12 / E.A. Belenkov, A.E. Kochengin // Physics of the Solid State. - 2015. - V. 57. - I. 10. - P. 2126-2133. 10.1134/S1063783415100030.
- Kochengin, A.E. Crystal structure of L6, L4-8, L3-12 and L4-6-12 graphene polymorphs / A.E. Kochengin, E.A. Belenkov // Materials Science Forum. - 2016. - V. 845. - P. 247-250. doi: 10.4028/
- Коченгин, А.Е. Новые полиморфные разновидности графена, сформированные из карбиновых цепочек / А.Е. Коченгин, Е.А. Беленков // Перспективные материалы. - 2017. - № 2. - С. 5-13.
- Ryashentsev, D.S. Structure and electronic properties of 4-8 and 4-6-12 layered varieties of boron nitride / D.S. Ryashentsev, E.A. Belenkov // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - V. 1410. - Art. № 012016. - 4 p. doi: 10.1088/1742-6596/1410/1/012016.
- Ryashentsev, D.S. New BN polymorphs with two-dimensional structure / D.S. Ryashentsev, E.A. Belenkov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2019. - V. 537. - Art. № 022060. - 4 p. doi: 10.1088/1757-899X/537/2/022060.
- Ряшенцев, Д.С. Новые полиморфные разновидности нитрида бора с графeноподобными структурами / Д.С. Ряшенцев, Е.А. Беленков // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. - 2021. - Т. 13. - Вып. 3. - С. 349-354. doi: 10.17725/rensit.2021.13.349.
- Ryashentsev, D.S. New structural type of layered boron nitride BN-L4-6-8e / D.S. Ryashentsev, E.A. Belenkov // AIP Conference Proceedings. - 2021. - V. 2402. - I. 1. - Art. № 020041. - 4 p. doi: 10.1063/5.0072135.
- Liu, S. Hysteresis-free hexagonal boron nitride encapsulated 2D semiconductor transistors, NMOS and CMOS inverters / S. Liu, K. Yuan, X. Xu et al. // Advanced Electronic Materials. - 2018. - V. 5. - I. 2. - Art. № 1800419. - 6 p. doi: 10.1002/aelm.201800419.
- Liu, X.T. Building functional memories and logic circuits with 2D boron nitride / X.T. Liu, J.R. Chen, Y. Wang et al. // Advanced Functional Materials. - 2020. - V. 31. - I. 4. - Art. № 2004733. - 35 p. doi: 10.1002/adfm.202004733.
Дополнительные файлы
