Formirovanie faz almaza i/ili lonsdeylita iz mul'tigrafena pod deystviem nanoindentora – modelirovanie metodom mashinnogo obucheniya
- Authors: Erokhin S.V.1, Rashchupkin A.A.1, Chernozatonskiy L.A.1, Sorokin P.B.1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 119, No 11-12 (2024)
- Pages: 831–839
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/260881
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567824110090
- EDN: https://elibrary.ru/BOZGRY
- ID: 260881
Cite item
Abstract
Работа посвящена теоретическому исследованию алмазообразования в многослойном графене под воздействием локального механического напряжения, вызванного индентированием пленки. Для описания данного эффекта был параметризован потенциал машинного обучения, основанный на представлении окружения атомов в виде тензоров моментов инерции. Полученные результаты демонстрируют, что атомная геометрия зарождающегося алмаза определяется как упаковкой графена, так и размером индентора, при этом в сформированной структуре наблюдается соединение кубического и гексагонального алмаза. Исследование также выявило существенно более низкое давление фазового перехода для графена с упаковкой AA′ по сравнению с упаковкой ABC в пленках с числом слоев менее 100.
About the authors
S. V. Erokhin
A. A. Rashchupkin
L. A. Chernozatonskiy
P. B. Sorokin
Email: PBSorokin@misis.ru
References
- Л. А. Чернозатонский, П. Б. Сорокин, А. Г. Квашнин, Д. Г. Квашнин, Письма в ЖЭТФ 90, 144 (2009).
- L. A. Chernozatonskii, V. A. Demin, and D. G. Kvashnin, Journal of Carbon Research C 7, 17 (2021).
- P. B. Sorokin and B. I. Yakobson, Nano Lett. 21, 5475 (2021).
- F. Lavini, M. Rejhon, and E. Riedo, Nat. Rev. Mater. 7, 10 (2022).
- A. G. Kvashnin, L. A. Chernozatonskii, B. I. Yakobson, and P. B. Sorokin, Nano Lett. 14, 676 (2014).
- F. Ke, L. Zhang, Y. Chen, K. Yin, C. Wang, Y.K. Tzeng, Y. Lin, H. Dong, Z. Liu, J. S. Tse, W. L. Mao, J. Wu, and B. Chen, Nano Lett. 20, 5916 (2020).
- S. V. Erohin, Q. Ruan, P. B. Sorokin, and B. I. Yakobson, Small 16, 2004782 (2020).
- P. V. Bakharev, M. Huang, M. Saxena, S. W. Lee, S. H. Joo, S.O. Park, J. Dong, D. C. Camacho-Mojica, S. Jin, Y. Kwon, M. Biswal, F. Ding, S. K. Kwak, Z. Lee, and R. S. Ruoff, Nat.Nanotechnol. 15, 59 (2019).
- J. Son, H. Ryu, J. Kwon, S. Huang, J. Yu, J. Xu, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Ji, S. Lee, Y. Shin, J. H. Kim, K. Kim, A. M. Zande, and G.-H. Lee, Nano Lett. 21, 891 (2021).
- X. Chen, M. Dubois, S. Radescu, A. Rawal, and Ch. Zhao, Carbon 175, 124 (2021).
- F. Piazza, K. Cruz, M. Monthioux, P. Puech, and I. Gerber, Carbon 169, 129 (2020).
- F. Piazza, M. Monthioux, P. Puech, and I. C. Gerber, Carbon 156, 234 (2020).
- F. Piazza, K. Gough, M. Monthioux, P. Puech, I. Gerber, R. Wiens, G. Paredes, and C. Ozoria, Carbon 145, 10 (2019).
- L. F. Tomilin, S. V. Erohin, N. A. Nebogatikova, I. V. Antonova, A. K. Gutakovskii, V. A. Volodin, E. A. Korneeva, and P. B. Sorokin, Carbon 220, 118832 (2024).
- N. A. Nebogatikova, I. V. Antonova, A.K. Gutakovskii, D. V. Smovzh, V. A. Volodin, and P. B. Sorokin, Materials 16, 4 (2023).
- Y. Gao, T. Cao, F. Cellini, C. Berger, W. A. de Heer, E. Tosatti, E. Riedo, and A. Bongiorno, Nat. Nanotechnol. 13, 133 (2018).
- F. Cellini, F. Lavini, T. Cao, W. de Heer, C. Berger, A. Bongiorno, and E. Riedo, FlatChem 10, 8 (2018).
- A. G. Kvashnin and P. B. Sorokin, J. Phys. Chem. Lett. 5, 541 (2014).
- Y. Mishin, Acta Materialia 214, 116980 (2021).
- E. V. Podryabinkin and A. V. Shapeev, Comput. Mater. Sci. 140, 171 (2017).
- A. V. Shapeev, Multiscale Model. Simul. 14, 1153 (2016).
- I. S. Novikov, K. Gubaev, E. V. Podryabinkin, and A. V. Shapeev, Mach. Learn.: Sci. Technol. 2, 025002 (2020).
- Y. Zuo, C. Chen, X. Li, Z. Deng, Y. Chen, J. Behler, G. Csanyi, A. V. Shapeev, A. P. Thompson, M. A. Wood, and S. P. Ong, J. Phys. Chem. A 124, 731 (2020).
- A. P. Thompson, H. M. Aktulga, R. Berger, D. S. Bolintineanu, W. M. Brown, P. S. Crozier, P. J. Veld, A. Kohlmeyer, S. G. Moore, T. D. Nguyen, R. Shan, M. J. Stevens, J. Tranchida, C. Trott, and S. J. Plimpton, Comput. Phys. Commun. 271, 108171 (2022).
- P. Hohenberg and W. Kohn, Phys. Rev 136, B864 (1964).
- W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev. 140, A1133 (1965).
- J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
- G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 47, 558 (1993).
- G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 49, 14251 (1994).
- G. Kresse and J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
- S. Grimme, J. Comput. Chem. 27, 1787 (2006).
- H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
- A. Stukowski, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 18, 015012 (2009).
- K. Momma and F. Izumi, J. Appl. Cryst. 44, 1272 (2011).
- M. Ceriotti, G. A. Tribello, and M. Parrinello, Proceedings of the National Academy of Sciences 108, 13023 (2011).
- S. Zhu, X. Yan, J. Liu, A. R. Oganov, and Q. Zhu, Matter 3, 864 (2020).
- В. Н. Решетов, А. С. Усеинов, Г. Х. Султанова, И. А. Кудряшов, К. Будич, Химия и химическая технология 64, 34 (2021).
- Y. E. Mendili, B. Orberger, D. Chateigner, J.-F. Bardeau, S. Gascoin, and S. Petit, Chemical Physics 559, 111541 (2022).