Гексагональный борофен, стабилизированный натрием: структура, устойчивость, электронные и механические свойства
- Авторы: Стегленко Д.В.1, Грибанова Т.Н.1, Миняев Р.М.1, Минкин В.И.1
-
Учреждения:
- Южный федеральный университет, Институт физической и органической химии
- Выпуск: Том 68, № 1 (2023)
- Страницы: 67-76
- Раздел: ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-457X/article/view/136308
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X22600839
- EDN: https://elibrary.ru/GVCTTK
- ID: 136308
Цитировать
Аннотация
При помощи расчетов DFT исследована кристаллическая форма гексагонального борофена, допированного натрием (B2Na2). Расчеты предсказывают динамическую устойчивость B2Na2, структура которого представляет собой плоский сотовый борный лист, заключенный между двумя слоями натрия. Согласно оценкам электронных и механических свойств, B2Na2 является сравнительно мягким материалом с металлическими характеристиками. Оценка термостабильности методом молекулярной динамики указывает на достаточную стабильность прогнозируемого материала, что позволяет наблюдать его экспериментально при температурах ниже 200 K.
Ключевые слова
Об авторах
Д. В. Стегленко
Южный федеральный университет, Институт физической и органической химии
Email: dvsteglenko@sfedu.ru
Россия, 344090, Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, 194/2
Т. Н. Грибанова
Южный федеральный университет, Институт физической и органической химии
Email: dvsteglenko@sfedu.ru
Россия, 344090, Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, 194/2
Р. М. Миняев
Южный федеральный университет, Институт физической и органической химии
Email: dvsteglenko@sfedu.ru
Россия, 344090, Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, 194/2
В. И. Минкин
Южный федеральный университет, Институт физической и органической химии
Автор, ответственный за переписку.
Email: dvsteglenko@sfedu.ru
Россия, 344090, Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, 194/2
Список литературы
- Geim A.K., Novoselov K.S. // Nat. Mater. 2007. V. 6. P. 183. https://doi.org/10.1038/nmat1849
- Aufray B., Kara A., Vizzini S. et al. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 96. № 18. P. 183102. https://doi.org/10.1063/1.3419932
- Lalmi B., Oughaddou H., Enriquez H. et al. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. № 22. P. 223109. https://doi.org/10.1063/1.3524215
- Boustani I. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1997. V. 55. № 24. P. 16426. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.55.16426
- Lau K.C., Pandey R. // J. Phys. Chem. C. 2007. V. 111. № 7. P. 2906. https://doi.org/10.1021/jp066719w
- Lau K.C., Pandey R. // J. Phys. Chem. B. 2008. V. 112. № 33. P. 10217. https://doi.org/10.1021/jp8052357
- Zhang L.Z., Yan Q.B., Du S.X. et al. // J. Phys. Chem. C. 2012. V. 116. № 34. P. 18202. https://doi.org/10.1021/jp303616d
- Liu H., Gao J., Zhao J. // Sci. Rep. 2013. V. 3. № 1. P. 3238. https://doi.org/10.1038/srep03238
- Liu Y., Penev E.S., Yakobson B.I. // Angew. Chem., Int. Ed. 2013. V. 52. № 11. P. 3156. https://doi.org/10.1002/anie.201207972
- Zhang Z., Yang Y., Gao G. et al. // Angew. Chem., Int. Ed. 2015. V. 54. № 44. P. 13022. https://doi.org/10.1002/anie.201505425
- Mannix A.J., Zhou X.-F., Kiraly B. et al. // Science. 2015. V. 350. № 6267. P. 1513. https://doi.org/10.1126/science.aad1080
- Feng B., Zhang J., Zhong Q. et al. // Nat. Chem. 2016. V. 8. № 6. P. 563. https://doi.org/10.1038/nchem.2491
- Wu R., Gozar A., Božović I. // npj Quantum Materials. 2019. V. 4. № 1. P. 40. https://doi.org/10.1038/s41535-019-0181-0
- Wu R., Drozdov I.K., Eltinge S. et al. // Nat. Nanotechnol. 2019. V. 14. № 1. P. 44. https://doi.org/10.1038/s41565-018-0317-6
- Kiraly B., Liu X., Wang L. et al. // ACS Nano. 2019. V. 13. № 4. P. 3816. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b09339
- Li W., Kong L., Chen C. et al. // Science Bulletin. 2018. V. 63. № 5. P. 282. https://doi.org/10.1016/j.scib.2018.02.006
- Zhu L., Zhao B., Zhang T. et al. // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. № 23. P. 14858. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b03447
- Shirodkar S.N., Penev E.S., Yakobson B.I. // Science Bulletin. 2018. V. 63. № 5. P. 270. https://doi.org/10.1016/j.scib.2018.02.019
- Zhang Z., Shirodkar S.N., Yang Y. et al. // Angew. Chem., Int. Ed. 2017. V. 56. № 48. P. 15421. https://doi.org/10.1002/anie.201705459
- Wang Z.-Q., Lü T.-Y., Wang H.-Q. et al. // Front. Phys. 2019. V. 14. № 3. P. 33403. https://doi.org/10.1007/s11467-019-0884-5
- Zhang Z., Yang Y., Penev E.S. et al. // Adv. Funct. Mater. 2017. V. 27. № 9. P. 1605059. https://doi.org/10.1002/adfm.201605059
- Mannix A.J., Zhang Z., Guisinger N.P. et al. // Nat. Nanotechnol. 2018. V. 13. № 6. P. 444. https://doi.org/10.1038/s41565-018-0157-4
- Zhang Z., Penev E.S., Yakobson B.I. // Chem. Soc. Rev. 2017. V. 46. № 22. P. 6746. https://doi.org/10.1039/c7cs00261k
- Xie S.-Y., Wang Y., Li X.-B. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 36. P. 1900392. https://doi.org/10.1002/adma.201900392
- Gribanova T.N., Minyaev R.M., Minkin V.I. et al. // Struct. Chem. 2020. V. 31. № 6. P. 2105. https://doi.org/10.1007/s11224-020-01606-9
- Xie Z., Meng X., Li X. et al. // Research. 2020. V. 2020. P. 2624617. https://doi.org/10.34133/2020/2624617
- Zhang X., Hu J., Cheng Y. et al. // Nanoscale. 2016. V. 8. № 33. P. 15340. https://doi.org/10.1039/c6nr04186h
- Banerjee S., Periyasamy G., Pati S.K. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. № 11. P. 3856. https://doi.org/10.1039/c3ta14041e
- Jiang H.R., Lu Z., Wu M.C. et al. // Nano Energy. 2016. V. 23. P. 97. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.nanoen.20-16.03.013
- Haldar S., Mukherjee S., Singh C.V. // RSC Adv. 2018. V. 8. № 37. P. 20748. https://doi.org/10.1039/c7ra12512g
- Chen X., Wang L., Zhang W. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. № 31. P. 20036. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017. 06.143
- Shi L., Ling C., Ouyang Y. et al. // Nanoscale. 2017. V. 9. № 2. P. 533. https://doi.org/10.1039/c6nr06621f
- Wang Y., Jiang X., Wang Y. et al. // Phys. Chem. 2021. V. 23. № 32. P. 17150. https://doi.org/10.1039/d1cp01708j
- John D., Nharangatt B., Chatanathodi R. // J. Mater. Chem. C. 2019. V. 7. № 37. P. 11493. https://doi.org/10.1039/c9tc03628h
- Malinina E.A., Avdeeva V.V., Goeva L.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2010. V. 55. № 14. P. 2148. https://doi.org/10.1134/s0036023610140032
- Ionov S.P., Kuznetsov N.T. // Russ. J. Inorg. Chem. 2011. V. 56. № 10. P. 1589. https://doi.org/10.1134/s0036023611100123
- Gribanova T.N., Minyaev R.M., Minkin V.I. // Struct. Chem. 2018. V. 29. № 1. P. 327. https://doi.org/10.1007/s11224-017-1031-y
- Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993. V. 47. № 1. P. 558. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.47.558
- Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994. V. 49. № 20. P. 14251. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.49.14251
- Kresse G., Furthmüller J. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996. V. 54. № 16. P. 11169. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169
- Kresse G., Furthmüller J. // Comput. Mater. Sci. 1996. V. 6. № 1. P. 15. https://doi.org/10.1016/0927-0256(96)00008-0
- Perdew J.P., Ruzsinszky A., Csonka G.I. et al. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. № 13. P. 136406. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.136406
- Blöchl P.E. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994. V. 50. № 24. P. 17953. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.17953
- Kresse G., Joubert D. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999. V. 59. № 3. P. 1758. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.1758
- Monkhorst H.J., Pack J.D. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1976. V. 13. № 12. P. 5188. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.5188
- Togo A., Tanaka I. // Scr. Mater. 2015. V. 108. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2015.07.021
- Nosé S. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. № 1. P. 511. https://doi.org/10.1063/1.447334
- Koichi M., Fujio I. // J. Appl. Crystallogr. 2011. V. 44. № 6. P. 1272. 10.1107/S0021889811038970' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1107/S0021889811038970
- Emsley J. The elements / written and compiled by John Emsley, Oxford [Oxfordshire]: Clarendon Press, 1991. 2nd ed.
- Mouhat F., Coudert F.-X. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014. V. 90. № 22. P. 224104. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.90.224104
- Lubarda V.A., Chen M.C. // J. Mech. Mater. Struct. 2008. V. 3. № 1. P. 153.https://doi.org/10.2140/jomms.2008.3.153
- Wei X., Fragneaud B., Marianetti C.A. et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009. V. 80. № 20. P. 205407. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.205407
- Cadelano E., Palla P.L., Giordano S. et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010. V. 82. № 23. P. 235414. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.235414
- Kudin K.N., Scuseria G.E., Yakobson B.I. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2001. V. 64. № 23. P. 235406. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.235406
- Lee C., Wei X., Kysar J.W. et al. // Science. 2008. V. 321. № 5887. P. 385. https://doi.org/10.1126/science.1157996
- Falin A., Cai Q., Santos E.J.G. et al. // Nat. Commun. 2017. V. 8. № 1. P. 15815. https://doi.org/10.1038/ncomms15815
- Li J., Wei Y., Fan X. et al. // J. Mater. Chem. C. 2016. V. 4. № 40. P. 9613. https://doi.org/10.1039/c6tc03710k
- Li J., Fan X., Wei Y. et al. // J. Mater. Chem. C. 2016. V. 4. № 46. P. 10866. https://doi.org/10.1039/c6tc03584a
- Yan L., Bo T., Zhang W. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2019. V. 21. № 28. P. 15327. https://doi.org/10.1039/c9cp02727k
- Bertolazzi S., Brivio J., Kis A. // ACS Nano. 2011. V. 5. № 12. P. 9703. https://doi.org/10.1021/nn203879f
- Cooper R.C., Lee C., Marianetti C.A. et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013. V. 87. № 3. P. 035423. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.035423
- Şahin H., Cahangirov S., Topsakal M. et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009. V. 80. № 15. P. 155453. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.155453
- Tang J.-P., Xiao W.-Z., Wang L.-L. // Mater. Sci. Eng., B. 2018. V. 228. P. 206. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2017.12.003
- Yang L.-M., Bačić V., Popov I.A. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2015. V. 137. № 7. P. 2757. https://doi.org/10.1021/ja513209c
- Drummond N.D., Zólyomi V., Fal’ko V.I. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2012. V. 85. № 7. P. 075423. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.075423
- Dávila M.E., Xian L., Cahangirov S. et al. // New J. Phys. 2014. V. 16. № 9. P. 095002. https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/9/095002
- Ding J., Xu M., Guan P.F. et al. // J. Chem. Phys. 2014. V. 140. № 6. P. 064501. https://doi.org/10.1063/1.4864106
- Sun J., Liu P., Wang M. et al. // Sci. Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 3408. https://doi.org/10.1038/s41598-020-60416-5
- Klintenberg M., Lebègue S., Ortiz C. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. № 33. P. 335502. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/33/335502
- Peng Q., Ji W., De S. // Comput. Mater. Sci. 2012. V. 56. P. 11. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2011.12.029
- Peng Q., Wen X., De S. // RSC Adv. 2013. V. 3. № 33. P. 13772. https://doi.org/10.1039/c3ra41347k
- Andrew R.C., Mapasha R.E., Ukpong A.M. et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2012. V. 85. № 12. P. 125428. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.125428
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)