Calculation of Binding Energy in a Fragment of a Teflon Molecule Using Density Functional Theory

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

To explain the increased yield of positive particles from the surface of a positively charged dielectric, a computer simulation was performed using the density functional theory. The model system was a fragment of a Teflon molecule (CF2) in a vacuum. The binding energy of atoms in this system in the neutral state (without removing electrons from the system) was calculated, after which a similar calculation was performed for an ionized fragment of the Teflon molecule (with the removal of one electron from the system of atoms). The calculations showed that the energy of complete dissociation of one fragment of the Teflon molecule in the neutral state is 11.02 eV, which agrees with the experimental data with good accuracy. The binding energy in the ionized fragment of the molecule is 2.86 eV, while the Teflon molecule fragment dissociates into a neutrally charged fluorine atom and a positively charged CF fragment. In calculations taking into account the dipole moment of the Teflon molecule fragment, the binding energy value was equal to - 2.75 eV, the Teflon molecule fragment also dissociated into a neutral fluorine atom and a positively charged CF fragment. The obtained results may be the reason for the increased release of positive particles from the surface of a positively charged massive dielectric.

About the authors

S. S. Moskalenko

Lomonosov Moscow State University

Email: ivan.gainullin@physics.msu.ru
Moscow, 119991

Yu. A. Melkozerova

Lomonosov Moscow State University

Email: ivan.gainullin@physics.msu.ru
Moscow, 119991

I. K. Gainullin

Lomonosov Moscow State University

Email: ivan.gainullin@physics.msu.ru
Moscow, 119991

References

  1. Helium Ion Microscopy. / Ed. Hlawacek G., Golzahauser A. Springer International Publishing, 2016. P. 526. https://www.doi.org/10.1007/978-3-319-41990-9
  2. Petrov Yu.V., Anikeva A.E., Vyvenko O.F. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2018. V. 425. P. 11. https://www.doi.org/10.1016/j. nimb.2018.04.001
  3. Ohya K., Yamanaka T., Takami D., Inai K. // Proc. SPIE. 2010. V. 7729. P. 146. https://www.doi.org/10.1117/12.853488
  4. Rau E.I., Evstafeva E.N., Andrianov M.A. // Phys. Solid State. 2008. V. 50. P 621. https://www.doi.org/10.1134/S1063783408040057
  5. Fakhfakh S., Jbara O., Belhaj M., Fakhfakh Z., Kallel A., Rau E.I. // Europ. Phys. J. Appl. Phys. 2003. V. 21. No 2. P. 137. https://www.doi.org/10.1051/epjap:2003001
  6. Baragiola R.A., Shi M., Vidal R., Dukes C. // Phys. Rev. B. 1998. V. 58. No 19. P. 13212. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.58.13212.
  7. Shi J., Fama M., Teolis B., Baragiola R.A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2010. V. 268. No 19. P. 2888. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2010.04.013
  8. Yogev S., Levin J., Molotskii M., Schwarzman A., Avayu O., Rosenwaks Y. // J. Appl. Phys. 2008. V. 103. Iss. 6. P. 064107. https://www.doi.org/10.1063/1.2895194
  9. Nagatomi T., Kuwayama T., Takai Y., Yoshino K., Morita Y., Kitayama M., Nishitani M. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. Iss. 8. P. 084104. https://www.doi.org/10.1063/1.2888957
  10. Nagatomi T., Kuwayama T., Yoshino K., Takai Y., Morita Y., Nishitani M., Kitagawa M. // J. Appl. Phys. 2009. V. 106. Iss. 10. P. 104912. https://www.doi.org/10.1063/1.3259428
  11. Ohya K. // J. Vacuum Sci. Technol. B. 2014. V. 32. Iss. 6. P. 06FC01. https://www.doi.org/10.1116/1.4896337
  12. Minnebaev K.F., Rau E.I., Tatarintsev A.A. // Phys. Solid State. 2019. V. 61. P. 1013. https://www.doi.org/10.1134/S1063783419060118
  13. Rau E.I., Tatarintsev A.A., Zykova E.Yu. Markovets (Ozerova) K.E., Minnebaev K.F. // Vacuum. 2020. V. 177. P. 109373. https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109373
  14. Зыкова Е.Ю., Иешкин А.Е., Миннебаев К.Ф., Озерова К.Е., Орликовская Н.Г., Рау Э.И., Татаринцев А.А. // Вестник Московского университета. серия 3. Физика. Астрономия. 2023. No 2. https://www.doi.org/10.55959/MSU0579-9392.78.2320302
  15. Kohn W., Sham L.J. // Phys. Rev. 1965. V. 140. No 4A. P. A1133. https://www.doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
  16. Gainullin I.K. // Phys. Rev. A. 2017. V. 95. No 5. P. 052705. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevA.95.052705
  17. Gainullin I.K. // Computer Phys. Comm. 2017. V. 210. P. 72. https://www.doi.org/10.1016/j.cpc.2016.09.021
  18. Goldberg A., Yarovsky I. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. No 19. P. 195403. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.75.195403
  19. Lininger C.N., Gauthier J.A., Li W.-L., Rossomme E., Welborn V.V., Lin Z., Head-Gordon T., Head-Gordon M., Bell A.T. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. V. 23. No 15. P. 9394. https://www.doi.org/10.1039/D0CP03821K
  20. Ciufo R.A., Han S., Floto M.E., Eichler J.E., Henkelman G., Mullins C.B. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. No 27. P. 15281. https://www.doi.org/10.1039/D0CP02410D
  21. Liao X., Lu R., Xia L., Wang Z., Zhao Y. // Energy Environmental Mater. 2022. V. five. No 1. P. 157. https://www.doi.org/10.1002/eem2.12204
  22. Løvvik O.M. // Surf. Sci. 2005. V. 583. No 1. P. 100. https://www.doi.org/10.1016/j.susc.2005.03.028
  23. Москаленко С.С., Мелкозерова Ю.А., Иешкин А.Е., Гайнуллин И.К. // Вестник Московского университета. серия 3. Физика. Астрономия. 2024. No 3. с. 6 https://www.doi.org/10.55959/MSU0579-9392.79.2430303.
  24. Мелкозерова Ю.А., Гайнуллин И.К. // Вестник Московского университета. серия 3. Физика. Астрономия. 2023. No 4. с. 115. https://www.doi.org/10.55959/MSU0579-9392.79.2340504
  25. Москаленко С.С., Гайнуллин И.К. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2023. No1. C. 103. https://www.doi.org/10.31857/S1028096022110152
  26. Hildenbrand D.L. // Chem. Phys. Lett. 1975. V. 32. No 3. P. 523. https://www.doi.org/10.1016/0009-2614(75)85231-6
  27. Sigmund P. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1987. V. 27. No 1. P. 1. https://www.doi.org/10.1016/0168-583X(87)90004-8

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 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».