DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2019.1.159487

ДЕТЕКТУВАННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ АТОМІВ Na ШАРУВАТИМИ ХАЛЬКОГЕНІДАМИ ОЛОВА: РОЗРАХУНКИ ІЗ ПЕРШИХ ПРИНЦИПІВ

Р. М. Балабай, Ю. О. Прихожа, О. Х. Тадеуш

Анотація


Мета даної роботи полягала в дослідженні властивостей шаруватих SnS2 в залежності від концентрації інтеркальованих у них атомів Na. Застосовуючи методи функціоналу електронної густини та псевдопотенціал із перших принципів, виконано обчислювальний експеримент, користуючись авторським програмним комплексом, на атомних моделях, що відтворюють моношари SnS2 з інтеркальованими в їх міжшаровий простір атомів Na різної кількості. Для відтворення двох нескінчених в площині моношарів SnS2 , що складаються із двох атомних шарів сірки, розділених атомним шаром олова, атомний базис примітивної комірки складався з 8 атомів сірки та 16 атомів олова. При цьому в міжшаровому просторі SnS2 могли знаходитися від 0 до 16 атомів натрію на комірку, розміщених відповідно до їх розташування в твердому тілі при низьких температурах, що відповідала двовимірній концентрації від 0 до 100%.

Отримано просторові розподіли валентних електронів, ширини заборонених зон, встановлено зв’язок зміни провідності матеріалу в залежності від концентрації інтеркальованих атомів натрію. Зафіксовано монотонне зменшення ширини забороненої зони при збільшені кількості атомів натрію в прошарку моношарів SnS2 до концентрації 40%. При концентрації атомів натрію в прошарку більше 40% монотонність зникає, що знижує однозначність резистивної реакції моношарів SnS2 на вміст ними атомів натрію.


Ключові слова


детектування концентрації атомів Na; моношари SnS2; функціонал електронної густини; псевдопотенціал із перших принципів

Повний текст:

PDF

Посилання


Su S., Wu W., Gao J., Luand J., Fan C., Mater J.. Chem., 2012, 22, 18101-18110.

Sun Y., Liu S., Meng F., Liu М., Jin Z., Kongand L., Liu J., Sensors, 2012, 12, 2610- 2631.

Fine G., Cavanagh L., Afonja A., Binions R., Sensors, 2010, 10, 5469-5502.

Bleckan D. I. Vpliv metody ta umovy viroshyvannia na electrichni vlastivosti cristaliv SnS2 / D. I. Bleckan, V. V. Frolova // Naukoviy visnic Uzhogodskogo universitety. Seria Phisika. Vipusk 37. – 2015.

Li Z., Ding J., Mitlin D. Tin and Tin Compounds for Sodium Ion Battery Anodes: Phase Transformations and Performance // Acc. Chem. Res. – 2015. – 16; 48(6):1657-65.

Ab initio calculation [Electronniy resurs]: Internet-portal. Reshim dostypa: http://sites. google.com/a/kdpu.edu.ua/calculationphysics/. – Zagolovok z ekrana.

W. Kohn, L.J. Sham, Phys.Rev., 140 (4A), A1133 (1965).

P. Hohenberg, W. Kohn, Phys.Rev., 136 (3B), B864 (1964).

R.M. Dreizler, E.K. Gross, Density functional theory (1990).

Bachelet, G. B., D. R. Hamann, and M. Schlüter. “Pseudopotentials that work: From H to Pu.” Physical Review B 26.8 (1982): 4199.

Hamann, D. R., M. Schlüter, and C. Chiang. “Norm-conserving.

P. J. H. Denteneer and W. van Haeringen J. Phys. C: Solid State Phys. 18 (1985).

G. Makov, R. Shah and M. C. Payne. Periodic boundary conditions in ab initio calculations. II. Brillouin-zone sampling for aperiodic systems. Phys. Rev. B 53, 15513–15517 (1996).

S. Acharya, O. N. Srivastava. Phys. Stat. Sol. (a) 65, 2, 717 (1981).




Copyright (c) 2019 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)