Dualizm svyazi i optoelektronnye svoystva bisloynykh uglerodnykh struktur na osnove fazy T12 i penta-grafena
- Авторлар: Toksumakov A.1, Baydyshev V.1, Kvashnin D.1, Popov Z.1
-
Мекемелер:
- Шығарылым: Том 117, № 5-6 (3) (2023)
- Беттер: 434-442
- Бөлім: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/145171
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823060071
- EDN: https://elibrary.ru/QSSXJN
- ID: 145171
Дәйексөз келтіру
Аннотация
В работе методом теории функционала электронной плотности были исследованы бислойные соединения двумерного аллотропа углерода на основе фазы T12 и пента-графена. При помощи расчета спектров фононных колебаний и молекулярно-динамического моделирования проведена оценка устойчивости рассмотренных двумерных структур при различных типах упаковок и диапазонах температур, продемонстрирована стабильность плоской двумерной структуры до 1350 К. Показано, что соединенияна основе бислойного пента-графена в AA′ и AB′ упаковках имеют минимумы энергии как в состоянии Ван-дер-Ваальсового взаимодействия, так и в виде ковалентно связанных между собой слоев в фазе AA-T12 и T12. Проведен анализ барьера перехода между ковалентно и Ван-дер-Ваальсово связанными AA′ и AB′ упаковками. Рассчитанные электронные и оптические характеристики показывают, чтопри переходе от Ван-дер-Ваальсового связывания к ковалентному происходит значительное уменьшениеширины запрещенной зоны.
Авторлар туралы
A. Toksumakov
Email: adilet.toksumakov@phystech.edu
V. Baydyshev
D. Kvashnin
Z. Popov
Әдебиет тізімі
- E.H. Falcao and F.Wudl, J. Chem. Technol. Biotechnol. 82, 524 (2007).
- R. Hoffmann, A.A. Kabanov, A.A. Golov, and D.M. Proserpio, Angewandte Chemie International Edition 55, 10962 (2016).
- B.Y. Valeev, A.N. Toksumakov, D.G. Kvashnin, and L.A. Chernozatonskii, JETP Lett. 115, 10 (2022).
- S. Zhang, J. Zhou, Q. Wang, X. Chen, Y. Kawazoe, and P. Jena, PNAS 112, 2372 (2015).
- L.A. Chernozatonskii, P.B. Sorokin, A.G. Kvashnin, and D.G. Kvashnin, JETP Lett. 90, 134 (2009).
- K. S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, and A.A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
- Z. Zhao, F. Tian, X. Dong, Q. Li, Q. Wang, H. Wang, X. Zhong, B. Xu, D. Yu, J. He, H.-T. Wang, Y. Ma, and Y. Tian, J. Am. Chem. Soc. 134, 12362 (2012).
- H. Einollahzadeh, R. S. Dariani, and S.M. Fazeli, Solid State Commun. 229, 1 (2016).
- Z.G. Yu and Y.-W. Zhang, J. Appl. Phys. 118, 165706 (2015).
- W. Xu, G. Zhang, and B. Li, J. Chem. Phys. 143, 154703 (2015).
- А.И. Подливаев, К.С. Гришаков, К.П. Катин, М.М. Маслов, Письма в ЖЭТФ 113, 182 (2021).
- A. I. Podlivaev, JETP Lett. 111, 613 (2020).
- Л.А. Опенов, А.И. Подливаев, Письма в ЖЭТФ 107, 747 (2018).
- A. I. Podlivaev, Письма в ЖЭТФ 115, 384 (2022).
- J.Wang, Z.Wang, R. J. Zhang, Y.X. Zheng, L.Y. Chen, S.Y. Wang, C.-C. Tsoo, H.-J. Huang, and W.-S. Su, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 18110 (2018).
- M.-Q. Cheng, Q. Chen, K. Yang, W.-Q. Huang, W.-Y. Hu, and G.-F. Huang, Nanoscale Res. Lett. 14, 306 (2019).
- M.A. Nazir, A. Hassan, Y. Shen, and Q. Wang, Nano Today 44, 101501 (2022).
- Z. Sun, K. Yuan, X. Zhang, G. Qin, X. Gong, and D. Tang, Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 15647 (2019).
- F.Q. Wang, J. Liu, X. Lie, Q. Wang, and Y. Kawazoe, Appl. Phys. Lett. 111, 192102 (2017).
- K.A. Tikhomirova, C. Tantardini, E.V. Sukhanova, Z. I. Popov, S.A. Evlashin, M.A. Tarkhov, V. L. Zhdanov, A.A. Dudin, A.R. Oganov, D.G. Kvashnin, and A.G. Kvashnin, J. Phys. Chem. Lett. 11, 3821 (2020).
- S.W. Cranford, Carbon 96, 421 (2016).
- O. Rahaman, B. Mortazavi, A. Dianat, G. Cuniberti, and T. Rabczuk, FlatChem 1, 65 (2017).
- A.V. Kuklin, H. Agren, and P.V. Avramov, Phys. Chem. Chem. Phys. 22, 8289 (2020).
- C. P. Ewels, X. Rocquefelte, H.W. Kroto, M. J. Rayson, P.R. Briddon, and M. I. Heggie, PNAS 112, 15609 (2015).
- P.V. Avramov, V.A. Demin, M. Luo, C.H. Choi, P.B. Sorokin, B. I. Yakobson, and L.A. Chernozatonskii, J. Phys. Chem. Lett. 6, 4525 (2015).
- Y. Zhu, S. Zhang, J. Xu, L. Fan, X. Yu, Y. Wei, C. Hu, and Y. Hang, Diam. Relat. Mater. 122, 108829 (2022).
- P. Hohenberg and W. Kohn, Phys. Rev. 136, B864 (1964).
- W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev. 140, A1133 (1965).
- G. Kresse and J. Furthm¨uller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
- G. Kresse and J. Furthm¨uller, Comput. Mater. Sci. 6, 15 (1996).
- G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 49, 14251 (1994).
- Y. Zhang and W. Yang, Phys. Rev. Lett. 80, 890 (1998).
- G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).
- H. J. Monkhorst and J.D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
- A. Togo and I. Tanaka, Scr. Mater. 108, 1 (2015).
- C. Kittel, Introduction to solid state physics, John Wiley, N.Y. (1966).
- S. Plimpton, J. Comput. Phys. 117, 1 (1995).
- A.C.T. van Duin, S. Dasgupta, F. Lorant, and W.A. Goddard, J. Phys. Chem. A 105, 9396 (2001).
- X. Li, H. Mizuseki, S. J. Pai, and K.-R. Lee, Comput. Mater. Sci. 169, 109143 (2019).
- M. Feng, X. Z. Jiang, Q. Mao, K.H. Luo, and P. Hellier, Fuel 254, 115643 (2019).
- N. Mounet, M. Gibertini, P. Schwaller, D. Campi, A. Merkys, A. Marrazzo, T. Sohier, I.E. Castelli, A. Cepellotti, G. Pizzi, and N. Marzari, Nat. Nanotechnol. 13, 246 (2018).
- G.A. Segal, J. Am. Chem. Soc. 96, 7892 (1974).
- L.A. Chernozatonskii, V.A. Demin, A.G. Kvashnin, and D.G. Kvashnin, Applied Surface Science 572, 151362 (2022).
- S. Huabing, J. Mater. Chem. 9, 4505 (2021).
- A.G. Kvashnin, L.A. Chernozatonskii, B. I. Yakobson, and P.B. Sorokin, Nano Lett. 14, 676 (2014).
- P.V. Avramov and A.V. Kuklin, New J. Phys. 24, 103015 (2022).
- Y. Ding and Y. Wang, J. Phys. Chem. C 117, 18266 (2013).
- L.A. Chernozatonskii, P.B. Sorokin, A.A. Kuzubov, B.P. Sorokin, A.G. Kvashnin, D.G. Kvashnin, P.V. Avramov, and B. I. Yakobson, J. Phys. Chem. C 115, 132 (2011).
- X. Wei, B. Fragneaud, C.A. Marianetti, and J.W. Kysar, Phys. Rev. B 80, 205407 (2009).
- S. Wang, J. Li, X. Zhu, and M. Wang, Carbon 143, 517 (2019).
- J. Shang, L. Pan, X.Wang, J. Li, and Z.Wei, Semicond. Sci. Technol. 33, 034002 (2018).
- P.B. Sorokin and B. I. Yakobson, Nano Lett. 21, 5475 (2021).
- R.G. Berdiyorov and M. E. Madjet, RSC Adv. 6, 50867 (2016).