New Polymorphic Varieties of Boron Nitride with Diamond-Like TA-Type Phases

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this work, a theoretical study of new polymorphic varieties of boron nitride, which have diamond-like structures with boron and nitrogen atoms in equivalent structural positions, was carried out. The model construction of new phases of boron nitride was performed in the process of crosslinking precursor nanostructures. Single-walled boron nitride nanotubes with chirality indices (3;0), (4;0), and (6;0) were chosen as precursors for the model construction of diamond-like phases. Using the density functional theory method in the generalized gradient approximation, the possibility of stable existence of three new structural varieties of boron nitride with a diamond-like structure was established: BN-TA4, BN-TA5, BN-TA6. The structure of the BN-TA7 diamond-like phase turned out to be unstable and, in the process of geometric optimization, was transformed into the initial structure, a boron nitride nanotube (6;0). As a structural characteristic, the bulk density of the new polymorphs was determined, which is in the range from 2.613 to 3.0836 g/cm3. The sublimation energy of new polymorphic varieties ranges from 17.16 to 17.63 eV/(BN). The value of the band gap near the Fermi energy varies from 5.37 to 5.74 eV.

About the authors

D. S. Ryashentsev

Chelyabinsk State University

Author for correspondence.
Email: ryashentsev_dmitry@mail.ru
Russian Federation, Chelyabinsk

V. A. Burmistrov

Chelyabinsk State University

Email: burmistrov@csu.ru
Russian Federation, Chelyabinsk

References

  1. Wentorf R.H. // The Journal of Chemical Physics. 1957. V. 26. P. 956. https://doi.org./10.1063/1.1745964
  2. Wentorf R.H. // The Journal of Chemical Physics. 1962. V. 36. P. 1990. https://doi.org./10.1063/1.1732816
  3. Hoffmann D.M., Doll G.L., Eklund P.C. // Physical Review B. 1984. V. 30. P. 6051. https://doi.org./10.1103/PhysRevB.30.6051.
  4. Robertson J. // Physical Review B. 1984. V. 29. P. 2131. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.29.2131
  5. Rodríguez-Hernández P., González-Diaz M., Muñoz A. // Physical Review B. 1995. V. 51. P. 14705. https://doi.org./10.1103/PhysRevB.51.14705
  6. Kurdyumov A.V., Solozhenko V.L., Zelyavsky W.B., Petrusha I.A. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1993. V. 54. P. 1051. https://doi.org./10.1016/0022- 3697(93)90012-G
  7. Inaba A., Yoshiasa A. // Japanese Journal of Applied Physics. 1997. V. 36. P. 5644. https://doi.org./10.1143/JJAP.36.5644
  8. Xu Y.N., Ching W.Y. // Physical Review B. 1993. V. 48. P. 4335. https://doi.org./0.1103/PhysRevB.48.4335
  9. Xiong J., Di J., Zhu W., Li H. // Journal of Energy Chemistry. 2020. V. 40. P. 99. https://doi.org./10.1016/j.jechem.2019.03.002
  10. Belenkov E. A., Greshnyakov V. A. // Phys. Solid State. 2016. V. 58. P. 2069. https://doi.org/10.1134/S1063783416100073
  11. Belenkov E. A., Greshnyakov V. A. // Phys. Solid State. 2015. V. 57. P. 1229. https://doi.org./10.22226/2410-3535-2016-3-159-162
  12. Ryashentsev D. S., Belenkov E. A. // Chelyabinsk Journal of Physics and Mathematics. 2020. V. 5. P. 480. https://doi.org./10.47475/2500-0101-2020-15408
  13. Ryashentsev D. S. Belenkov E. A. // Physicochemical aspects of the study of clusters, nanostructures and nanomaterials. 2020. V. 12. P. 493. https://doi.org./10.26456/pcascnn/2020.12.493
  14. Ryashentsev D.S., Burmistrov V.A. // IOP Publishing. 2022. V. 2373. P. 022067. https://doi.org./10.1088/1742-6596/2373/2/022067
  15. Грешняков В.А., Беленков Е.А. // ЖЭТФ. 2011. Т. 140. С. 99.
  16. Беленков Е.А., Грешняков В.А. // Физика твердого тела. 2016. Т. 58. С. 2069.
  17. Беленков Е.А., Грешняков В.А. // Физика твердого тела. 2015. T. 57. С. 192.
  18. Koch W., Holthausen. M.C. A Chemist’s Guide to Density Functional Theory. New York: Wiley-VCH. 2002. 293 p.
  19. Langreth D.C., Mehl M.J. // Physical Review B. 1983. V. 28. P. 1809. https://doi.org./10.1103/physrevb.28.1809
  20. Giannozzi P., Baroni S., Bonini N., Calandra M., Car R., Cavazzoni C., Ceresoli D., Chiarotti G., Cococcioni M., Dabo I., Corso A., Gironcoli S., Fabris S. // Journal of Physics: Condensed Matter. 2009. V. 21. P. 5502. https://doi.org./10.1088/0953-8984/21/39/395502

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».