Квантово-хімічне моделювання дивакансійних дефектів на поверхні алмазу С(100)-2×1
| Автори | О.Ю. Ананьїна, О.С. Яновський |
| Приналежність |
Запорізький національний університет, вул. Жуковського 66, 69600 Запоріжжя, Україна |
| Е-mail | ou.ananina@gmail.com |
| Випуск | Том 11, Рік 2019, Номер 3 |
| Дати | Одержано 20 березня 2019; у відредагованій формі 11 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019 |
| Посилання | О.Ю. Ананьїна, О.С. Яновський, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03001 |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03001 |
| PACS Number(s) | 68.43. – h, 81.05.ug,03.67.Lx |
| Ключові слова | C(100)-(2×1) diamond surface, Quantum-chemical simulation, Divacancy defect, V-C-V defect, Electronic properties (3) , Hydrogen adsorption. |
| Анотація |
У роботі представлені результати квантово-хімічного моделювання дивакансійного дефекту V2 та "розщепленої" дивакансії V-C-V у приповерхневих шарах алмазу C(100)-(2×1). Розрахунки проводилися за допомогою напівемпіричного методу PM3, реалізованого у програмному пакеті MOPAC та ab initio методів, реалізованих у програмному продукті Firefly. Розглянуті шість конфігурацій дивакансійного дефекту V2. Показано, що положення дивакансії в першому шарі поверхні є найбільш енергетично вигідним. Проведені розрахунки геометричних та електронних характеристик дивакансії в основному стані. Оцінені енергетичні параметри адсорбції атомарного водню на поверхні, що містить дивакансію. Показано, що дивакансійний дефект V2 на поверхні алмазу має підвищену хімічну активність у порівнянні з упорядкованою поверхнею. Потенційними центрами адсорбції є атоми в області дивакансії V2 з подвійними зв'язками. Утворення "розщепленої" дивакансії V-C-V у третьому шарі поверхні є більш енергетично вигідним, ніж утворення дивакансії V2 у 3-4 приповерхневих шарах. Це пояснюється утворенням графеноподібних поверхневих структур (гексагонів) з атомів перших двох поверхневих шарів. Формування гексагонів на поверхні алмазу спричинено наявністю вакансій у третьому шарі кластера під димерним рядом. Формування такого дефекту супроводжується зміною порядків зв'язків, гібридизації атомних орбіталей та збільшенням значення енергії активації адсорбції для атомів водню порівняно з упорядкованою поверхнею. Таким чином, дивакансійні дефекти в поверхневих шарах алмазу C(100)-2×1 обумовлюють суттєві зміни в геометрії та електронному стані поверхні. В залежності від місця розташування дефекту на поверхні алмазу можуть утворюватися активні або пасивні центри хемосорбції, що впливатимуть на механізм і енергетику процесу. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Кристалічна структура, оптичні та провідні властивості наночастинок ZnO, легованих фтором [03002-1-03002-5]2) Воднева обробка золотого контакту на кремнії [03003-1-03003-5]
3) Вимірювання температури стінки і ефекти на поверхні ракетного комплексa на основі напівпровідникового діода і електронної системи [03004-1-03004-7]
4) Вплив нуклеїнових кислот на окислення та фотолюмінесценцію поруватого кремнію [03005-1-03005-5]
5) Вплив сильного магнітного поля на енергетичні спектри двох донорів у сфалеритовій квантовій точці [03006-1-03006-4]
6) Електро- та теплопровідність потрійних композитів графітові нанопластинки/TiO2/епоксидна смола [03007-1-03007-7]
7) Вплив ультразвукового випромінювання на біологічні тканини: фізичні основи і технологічні принципи [03008-1-03008-4]
8) Структурні і фазові особливості формування квазікристалічних плівок Ti-Zr-Ni при нагріванні [03009-1-03009-4]
9) Модифікація дефектної структури кремнію під впливом радіації [03010-1-03010-6]
10) Вплив температури обробки на оптичні та морфологічні параметри органічного перовскіту CH3NH3PbI3, отриманого методом спрей-піролізу [03011-1-03011-4]
11) Структурні особливості формування пористого вуглецевого матеріалу, активованого гідроксидом калію [03012-1-03012-5]
12) Структурна інженерія і механічні властивості (Ti-V-Zr-Nb-Hf-Ta)N покриттів отриманих при різному тиску [03013-1-03013-6]
13) Полімерні матеріали, модифіковані напівпровідниковими речовинами, у вузлах тертя гальмівних пристроїв [03014-1-03014-8]
14) Вплив вакансій і пор, що виникають при опроміненні в поверхневому шарі металу, на струм польової емісії [03015-1-03015-5]
15) Електроосадження та механічні характеристики композитних покриттів Ni/SiC [03016-1-03016-5]
16) Визначення оптичних характеристик нанопокриттів з використанням перетворення Лоренца [03017-1-03017-6]
17) Просторовий перерозподіл міжвузлових атомів та вакансій у напівпровідниках під впливом імпульсного лазерного опромінення [03018-1-03018-6]
18) Вплив двовимірних дефектів на нефундаментальні втрати ефективності в сонячних елементах із мультикристалічного кремнію [03019-1-03019-5]
19) Поверхнево-бар’єрні структури Au/n-CdS: створення та електрофізичні властивості [03020-1-03020-6]
20) Золь-гель синтез, структура та оптичні властивості нікель-марганцевих феритів [03021-1-03021-5]
21) Дифузійне насичення сталі У8А в суміші порошків металів за участю хлористого амонію [03022-1-03022-7]
22) Особливості кристалізації аморфного срібла при 77 К в умовах лазерного ефекту Гершеля [03023-1-03023-4]
23) Моделювання ефективності сонячних елементів на основі гетеропереходу n-MgxZn1-xO/p-SnS із контактами ZnO:Al та ITO [03024-1-03024-7]
24) Використання методу мікродугового плазмового оксидування для підвищення антифрикційних властивостей поверхні титанового сплаву [03025-1-03025-5]
25) Тривимірні надзвичайно короткі оптичні імпульси в графені з неоднорідностями [03026-1-03026-4]
26) Температурні характеристики кремнієвого нанопровідного транзистора у залежності від товщини оксиду [03027-1-03027-4]
27) Енергетичний спектр сигналів акустичної емісії в сполучених суцільних середовищах [03028-1-03028-7]
28) Підвищення точності широкоапертурного фотометра на основі цифрової камери [03029-1-03029-6]
29) Електрофізичні властивості багатошарових плівкових систем на основі пермалою та срібла [03030-1-03030-4]
30) Вплив ультразвукової обробки на процеси фазоутворення в аморфному сплаві Fe76Ni4Si14B6 [03031-1-03031-4]
31) Модифікація оптичних властивостей поверхневих шарів та тонких плівок лазерною обробкою [03032-1-03032-5]
32) Оцінка впливу гідродинамічного режиму роботи грануляційного обладнання на нанопористу структуру гранул N4HNO3 [03033-1-03033-5]
33) Ефективний дизайн для копланарного суматора з нерівномірною точкою в технології клітинних автоматів [03034-1-03034-4]
34) Термостимульована люмінесценція і провідність кристалів β-Ga2O3 [03035-1-03035-7]
35) Вплив ортофосфорної кислоти на морфологію нанопористих вуглецевих матеріалів [03036-1-03036-6]
36) Формування впорядкованих масивів магнітних наночастинок з використанням різних методів отримання [03037-1-03037-5]
37) Формування графітових наноструктур на поверхні шаруватого кристалу n-InSe [03038-1-03038-3]
38) Огляд доступних теоретичних моделей для феромагнетизму за кімнатної температури в розбавлених магнітних напівпровідниках [03039-1-03039-3]
39) [05031-1-05031-1]
40) [05031-1-05031-1]
