Name: בדיקה סוג II הלהקה יישור ב-One-מימדי ואן דר וואלס הטרובנים באמצעות חישובי עקרונות ראשונים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 56 s
Description: חקור סינון חישובי של פוטוקטליזטורים עם יישור סוג II באמצעות חישובי עקרונות ראשונים. השיטה מייעלת מבנים אטומיים של ננו-סרטי חנקן בור וחיזוי תכונות אלקטרוניות לביקוע מים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו היתה נתמכת של סין פוסט דוקטורט הקרן (גרנט No. 2017M612348), צ'ינגדאו בתר הקרן (גרנט No. 3002000-861805033070) ומפרויקט כישרון צעיר באושן אוניברסיטת סין (גרנט No. 3002000-861701013151). המחברים מודים למיס יה צ'ונג לי על הכנת הקריינות.

1. מיטוב המבנה האטומי.
<ol><li>הכן ארבעה קבצי קלט עבור חישוב מבנה הרפיה על ידי VASP: INCAR, POSCAR, פוטקאר, ו KPOINTS. הערה: קיימים פרמטרים מצוינים בקובץ INCAR המגדירים את החישוב. הקו "E0.02 g = 0.02" בקובץ INCAR מציין כי כל האטומים רגועים עד הכוח על כל אטום הוא < eV/Å. הקובץ POSCAR מכיל את מידע הגיאומטריה האטומית. הפרמטרים הראשוניים של השבכה בקובץ poscar ניתן לבחור מתוך3 תיאורטי אוהתייחסותניסיונית12,13. הקובץ KPOINTS מגדיר את רשת ה-k point ו-פוטקאר הוא הקובץ הפסבדו-אקראי. הסדר של סוגי האטום ב POSCAR צריך להיות זהה לזה ב-פוטקאר. דוגמאות לקבצי קלט להרפיה מבנה מוצגות בחומרים המשלימים (למעט הקובץ הפסבדו-אקראי, הדורש רישיון מ-vasp).<ol>
<li>צור את המבנה הראשוני של בורון ניטריד (בסון) nanoribbons (NR) עבור "poscar".<ol>
<li>הורד את הקובץ POSCAR עבור יחידת בצובר של BN מ https://materialsproject.org.</li>
			<li>השתמש v2xsf כדי להמיר את הקובץ POSCAR לקובץ בפורמט xsf שניתן לקרוא על ידי xcryסדן. סוג V2XSF POSCAR על הטרמינל במערכת אובונטו כדי לקבל "poscar. xsf. gz". הקלד gunzip poscar. xsf. gz פלט את הקובץ poscar. xsf.</li>
			<li>השתמש ב-xcrysden כדי לבנות את תא הסופר-בסון.<ol>
<li>סוג xcrysden--XSF POSCAR. xsf בטרמינל במערכת אובונטו. בחר את התפריט שינוי/מספר היחידות שצוירו והרחב את התא בכיוונים X ו-Y.</li>
				<li>בחר את קובץ התפריט /שמור מבנה XSF כדי לייצא את מבנה תא הסופר, בשם "supercell". הערה: שם המבנה הוא הגדרה שרירותית.</li>
			</ol>
</li>
			<li>. השתמש בקסמול כדי לפתוח את תא-העל סוג xmakemol-f סופר תא בטרמינל במערכת אובונטו. בחר את התפריט ערוך/גלוי. לחץ על החלף כדי למחוק את האטומים בתוך האזור ולחתוך את ה-NR לרוחב הרצוי וכיראליות.</li>
		</ol>
</li>
		<li>ליצור את המבנה הראשוני של בסון ננוtube (NT) עבור POSCAR. הורד את "ננוטובמעצב" מhttp://www.jcrystal.com/products. פתח את NanotubeModeler. exe במערכת Windows. בחר בתפריט בחר סוג/B-N וציין את הטקסט הנבחר . בחר את קובץ התפריט /שמור את הטבלה XYZ כדי לייצא את המבנה.</li>
		<li>צור את המבנה הראשוני של הננו-משולב על ידי encapsulating ה-NR (משלב 1.1.1) בתוך NT (משלב 1.1.2). הערה: ניתן לסיים את עטיפת האנקפסולציה על-ידי התאמת הקואורדינטות הקרטזיות של ה-NR וה-NT10,14,15.</li>
		<li>השתמש בתוכנת vmd כדי לבדוק את המבנה האטומי לפני שליחת משימת החישוב.<ol>
<li>סוג vmd בטרמינל במערכת אובונטו. בחלון הראשי הפתוח vmd, בחר את קובץ התפריט/מולקולה חדשה ולמצוא את הקובץ poscar דרך חלון העיון . טען POSCAR ידי הקלדת VASP_POSCAR.</li>
			<li>הצגת המבנה בסגנונות שונים בחלון הייצוגים הגרפיים/שיטת הציור . הערה: לדוגמה, לאחר הבחירה ב-CPK, כל אטום (בונד) מיוצג על-ידי כדור (מקל). מדריך ההתקנה והדרכה מלאה של vmd זמינים ב http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>הקלד משימת qsub. pbs בטרמינל במערכת לינוקס כדי לשלוח את העבודה לאשכול המחשבים. הערה: "job. pbs" מייצג את שם הסקריפט של ה-pbs. שם הסקריפט של ה-PBS. הוא הגדרה שרירותית ארבעת קבצי הקלט יחד עם הסקריפט של ה-PBS צריכים להיות בספריית העבודה. משימת qsub של הפקודה. pbs ישמשו בשלבים 2.2, 3.2, 3.5.2, ובסעיף 4. דוגמה לסקריפט PBS ניתן למצוא בקובץ הקידוד המשלים. לאחר סיום המשימה שנשלחה, אם "הגיע לצמצום מיניטיזציה של אנרגיה מבנית" מופיע בסוף יומן הפלט, התוצאה המתקבלת מתקבלת. קובץ CONTCAR שנוצר ישמש כקובץ הקלט POSCAR בשלבים 2.1, 3.1, 3.5.1, 3.5.3.1, 4.1.1, 4.1.4, וסעיף 4.2.</li>
</ol>2. חישוב אנרגיית האנקפסולציה.
<ol><li>סוג mkdir ננופריק מבודד-nanoribbon מבודדים-ננוtube כדי ליצור שלוש תיקיות עבור ננוcomposite, ה-NR, ו-NT על מסוף במערכת לינוקס. הכינו קובץ אחד של PBS "עבודה. pbs" וארבעה קבצי קלט INCAR, POSCAR, פוטקאר, ו kpoints עבור חישוב האנרגיה בכל תיקיה. הערה: קובץ הקלט POSCAR הוא הקובץ ששמו CONTCAR עם המבנה הנינוח משלב 1. דוגמאות לקובצי קלט מוצגות בחומרים משלימים (למעט פוטקאר).</li>
	<li>עבור אל כל תיקיה והקלד משימת qsub. pbs במסוף במערכת לינוקס. הערה: שלושת המשרות שהוגשו יבצעו את חישובי האנרגיה הסטטיים העקביים בצורה עצמית עבור הננו-מורכבים, מבודדים NR, ומבודדים NT, בהתאמה.</li>
	<li>חלץ את האנרגיה הכוללת מהקובץ OUTCAR עבור כל מערכת לאחר סיום החישובים הסטטיים העקביים בעצמי. סוג grep "אנרגיה חופשית toten"./ggpteaaaopaasaaa-n-החוצה (הזנב)", grep" אנרגיה חופשית toten "./בדלרהאורבונו/outbogs.oa | זנב-n 1, ו -grep" אנרגיה חופשית toten "./בדל הגדר את שלושת הערכים המוצגים כ-Ent + NR, eNRו-e,בהתאמה. לחשב את האנרגיה אנקפסולציה עבור angstrom: eL = (ENT + nr -eNT -eNR)/l14,15. הערה: כיוון הכתב התקופתי בכל מערכת הוא לאורך ציר Z ו-L הוא קבוע הסריג של תא היחידה לאורך ציר Z. בדיקת חישובים של התלות באנרגיה על גל המטוס הפסקת אנרגיה ושינוי נקודת k יש צורך. אנרגיית האנקפסולציה יכולה לשמש כהערכה עבור היציבות האנרגטית של הננו-משולב.</li>
</ol>3. חלץ את המאפיינים האלקטרוניים ממבנה הלהקה.
<ol><li>הכינו מכתב אחדשל pbs "עבודה. pbs" ושישה קבצי קלט: INCAR, POSCAR, פוטקאר, kpoints, CHGCAR, ו chg עבור חישוב הלהקה. הגדר Icharg = 11 ב incar. הערה: קבצי CHGCAR ו-CHG שנאספו מראש הם מהחישובים הסטטיים העקביים בשלב 2.2. ניתוח הלהקה נמצא ברמת ה-PBE. הדגימה של נקודת k בקובץ KPOINTS היא במצב קו. דוגמאות לקבצי קלט עבור שלב זה ניתן למצוא בחומרים המשלימים (למעט פוטקאר).</li>
	<li>הקלד משימת qsub. pbs בטרמינל במערכת לינוקס כדי להגיש את העבודה.</li>
	<li>השתמש ב-P4VASP כדי ליצור את הלהקה המתוכננת.<ol>
<li>טען "vasprun. xml" על-ידי הקלדת p4v vasprun. xml בטרמינל במערכת אובונטו. הערה: "p4v" משמש להפעלת P4VASP. על הקובץ "vasprun. xml" להיות בספריית העבודה.</li>
		<li>בחר את בקרת התפריט אלקטרונית/מקומית של DOS + להקות ולאחר מכן בחר/להקות.<ol>
<li>ציינו את המספרים האטומיים של NT בבחירהבסעיף Atom. קבל את המספר האטומי על ידי הצבעה על האטומים המתאימים באמצעות vmd כפי שהוזכר בשלב 1.1.4. ציינו את הצבע, הסוג והגודל של הסמל למבנה הרצועה המתוכנן באמצעות סמל התפריט וגודל הסמל. לחץ על התפריט הוסף שורה חדשה. הערה: הגרף יציג את מבנה הלהקה באמצעות תרומות מ-NT.</li>
			<li>חזור על אותה הפרוצדורה שלאחר 3.3.2.1 שלב כדי לקבל את הלהקה המתוכננת עם תרומות מ-NR.</li>
		</ol>
</li>
		<li>בחר את גרף התפריט /יצא. יצא את הגרף לקובץ עם תבנית agr (לדוגמה, כ-"11 -4. agr"). הערה: נתוני הפלט של הלהקות המתוכננות על ידי P4VASP נמצאים בשלוש עמודות שבהן השלישי מייצג את הניפוח.</li>
	</ol></li>
	<li>השתמש ב-xmgrace כדי לערוך את הלהקה המתוכננת.<ol>
<li>סוג xmgrace 11 -4. agr בטרמינל כדי להתחיל xmgrace במערכת אובונטו. בחר במאפייני התפריט/מאפייני ציר כדי לערוך את התווית והטווח של הציר.</li>
		<li>בחר מראה מגרש/קבע את התפריט כדי לקרוא את ערך האנרגיה במספר הלהקה ובנקודת ה-k שצוינו. הערה: להקת הערכיות המרבית (VBM) ולהקת ההולכה המינימלית (CBM) של NR/NT ניתן לקרוא מהלהקה המתוכננת עם תרומות ב-NR/NT, בהתאמה. על פי במערכים הלהקה, הטרובנים ניתן לסווג לשלושה סוגים: סוג I (VBMnt < vbmNR < CBMnr < cbmNT או VBMnr < vbmnt < cbmnt < cbmnr), סוג II (VBMnt < vbmNR < CBMnt < cbmNR או VBMnr < vbmnt &LT; cbmNr < cbmnt), או סוג III (vbmnt < vbmnt < cbmNR < CBMNR או vbm Nr < vbmnr &Lt; cbmnt < cbmnt)9.</li>
		<li>חשב את היסט פס הערכיות (VBO), היסט פס הולכה (CBO), ופער הרצועות בעקבות קאנג et al.16.</li>
		<li>בחר בתפריט קובץ/הדפס כדי לייצא את הגרף בתבנית eps.</li>
	</ol></li>
	<li>חשב את צפיפות הטעינה של הרצועה עבור VBM ו-CBM.<ol>
<li>הכינו מכתב אחד של PBS "עבודה. pbs" ושבעה קבצי קלט: INCAR, POSCAR, פוטקאר, kpoints, WAVECAR, chgcar, ו chg. לציין את מספרי הלהקה עבור cbm ו vbm על ידי תג IBAND ב incar. השתמש בנקודת ה-k המתאימה היחידה עבור כל אחד מקצות הרצועה. הערה: קבצי CHGCAR, CHG ו-WAVECAR הם מתוך חישובים סטטיים עקביים בשלב 2.2. דוגמאות לקבצי קלט עבור שלב זה ניתנות בחומרים המשלימים (למעט פוטקאר).</li>
		<li>הקלד משימת qsub. pbs בטרמינל במערכת לינוקס כדי להגיש את העבודה.</li>
		<li>השתמש vmd להתוות VMD ו-CBM בחלל האמיתי לאחר העבודה הסתיימה.<ol>
<li>להתחיל הפעלה vmd ולטעון את הקובץ POSCAR כמו בשלב 1.1.4.</li>
			<li>בחר את קובץ התפריט /מולקולה חדשה בחלון הראשי של vmd. חפש את קובץ PARCHG בחלון העיון . טען את PARCHG על-ידי הקלדת VASP_PARCHG.</li>
			<li>בחר את התפריטים צייר/משטח מוצק והצגה/איזומשטח בחלון ייצוגים גרפיים . שנה את ערך ה-isovalue לערך מתאים (לדוגמה, 0.02). לשנות את צבע המשטח באמצעות שיטת צביעההתפריט. הערה: זהו ניתוח אינטואיטיבי לסוגי הלהקה ביחס לזה בשלב 3.4. באופן כללי, המבנה האטומי מסודר מחוץ לגבול, אחרת צפיפות המטען הדומה אינה מוצגת באופן רציף. נא עיין באיור המשלים 1 לקבלת פרטים.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>4. לווסת את המאפיינים האלקטרוניים של הננו-משולב (NT שעברו בתוך NR) על ידי שדות חיצוניים.
<ol><li>הוסף שדה חשמלי רוחבי לננו מורכב17.<ol>
<li>הכינו מכתב אחדשל ה-pbs וארבעה קבצי קלט: INCAR, POSCAR, פוטקאר ו-kpoints.</li>
		<li>הגדר את חוזק השדה החשמלי על ידי התג "Efield" ביחידות של EV/Å.</li>
		<li>הגדרת LDIPOL = T. ציין את הערך המדויק של הפונקציה (1, 2 או 3). הערה: שני תגים אלה נוספים כדי לכלול תיקוני דיפול. השדה החשמלי יוחל לאורך ציר X, Y או Z על-ידי הגדרת הערך של ה-אידיופול ל-1, 2 או 3.</li>
		<li>בצע את החישובים הסטטיים בעלי עקביות עצמית וחישובי מבנה הלהקה לאחר סעיפים 2 ו-3 ללא אופטימיזציה מבנית. הערה: מחקרים קודמים מצביעים על כך ששדות חשמליים מעל 5 ו/Å יכולים לשמש כדי לשנות את פער הלהקה של בסון-NT ו בסון-NR מבלי ליטול את המבנה18,19.</li>
	</ol>
</li>
	<li>להוסיף זן מתיחה האורך של ננו המשולב.<ol>
<li>שנה את פרמטרי הסריג לאורך כיוון הכתב כדי לשקף את אפקט הנבג. הערה: לדוגמה, פרמטר הסריג הממוטב של הננו-משולב לאורך ציר Z הוא 2.5045 Å. אם 1% מאמץ מתיחה uniaxial מוחל לאורך כיוון Z, לשנות את הפרמטר סריג POSCAR כדי 2.5045 x 1.01 = 2.529545 Å.</li>
		<li>הרפה את המבנה שהשתנה לאחר סעיף 1.</li>
		<li>בצע חישובים סטטיים בעלי עקביות עצמית וחישובי מבנה הלהקה לאחר סעיפים 2 ו-3.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Collins, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+discovery+of+two+crystal+structure+types+in+a+complex+inorganic+phase+field%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Accelerated discovery of two crystal structure types in a complex inorganic phase field.</a> Nature. 546 (7657), 280-284 (2017).</li>
<li>Jain, A., Shin, Y., Persson, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computational+predictions+of+energy+materials+using+density+functional+theory%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Materials%22%5BJournal%5D)">Computational predictions of energy materials using density functional theory.</a> Nature Reviews Materials. 1 (1), 15004(2016).</li>
<li>de Jong, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charting+the+complete+elastic+properties+of+inorganic+crystalline+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Data%22%5BJournal%5D)">Charting the complete elastic properties of inorganic crystalline compounds.</a> Scientific Data. 2, 150009(2015).</li>
<li>Fu, C. F., Wu, X. J., Yang, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Material+Design+for+Photocatalytic+Water+Splitting+from+a+Theoretical+Perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Material Design for Photocatalytic Water Splitting from a Theoretical Perspective.</a> Advanced Materials. 30 (48), 1802106(2018).</li>
<li>Gu, T., Luo, W., Xiang, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+two-dimensional+materials+by+the+global+optimization+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Wiley+Interdisciplinary+Reviews-Computational+Molecular+Science%22%5BJournal%5D)">Prediction of two-dimensional materials by the global optimization approach.</a> Wiley Interdisciplinary Reviews-Computational Molecular Science. 7 (2), e1295(2017).</li>
<li>Lejaeghere, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+in+density+functional+theory+calculations+of+solids%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Reproducibility in density functional theory calculations of solids.</a> Science. 351 (6280), aad3000(2016).</li>
<li>Kresse, G., Furthmüller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+Iterative+Schemes+for+ab+Initio+Total-Energy+Calculations+Using+a+Plane-Wave+Basis+Set%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Efficient Iterative Schemes for ab Initio Total-Energy Calculations Using a Plane-Wave Basis Set.</a> Physical Review B. 54 (16), 11169-11186 (1996).</li>
<li>Perdew, J. P., Burke, K., Ernzerhof, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generalized+Gradient+Approximation+Made+Simple%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Generalized Gradient Approximation Made Simple.</a> Physical Review Letters. 77 (18), 3865-3868 (1996).</li>
<li>Ozcelik, V. O., Azadani, J. G., Yang, C., Koester, S. J., Low, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Band+alignment+of+two-dimensional+semiconductors+for+designing+heterostructures+with+momentum+space+matching%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Band alignment of two-dimensional semiconductors for designing heterostructures with momentum space matching.</a> Physical Review B. 94 (3), 035125(2016).</li>
<li>Gong, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robust+staggered+band+alignment+in+one-dimensional+van+der+Waals+heterostructures%3A+binary+compound+nanoribbons+in+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Robust staggered band alignment in one-dimensional van der Waals heterostructures: binary compound nanoribbons in nanotubes.</a> Journal of Materials Chemistry C. 7 (13), 3829-3836 (2019).</li>
<li>Grimme, S., Antony, J., Ehrlich, S., Krieg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Consistent+and+Accurate+ab+Initio+Parametrization+of+Density+Functional+Dispersion+Correction+%28DFT-D%29+for+the+94+Elements+H-Pu%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">A Consistent and Accurate ab Initio Parametrization of Density Functional Dispersion Correction (DFT-D) for the 94 Elements H-Pu.</a> Journal of Chemical Physics. 132 (15), 154104(2010).</li>
<li>Zhang, L., Chen, Z. Q., Su, J., Li, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Data+mining+new+energy+materials+from+structure+databases%5BTitle%5D)+AND+%22Renewable+%26+Sustainable+Energy+Reviews%22%5BJournal%5D)">Data mining new energy materials from structure databases.</a> Renewable & Sustainable Energy Reviews. 107, 554-567 (2019).</li>
<li>Zakutayev, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+open+experimental+database+for+exploring+inorganic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Data%22%5BJournal%5D)">An open experimental database for exploring inorganic materials.</a> Scientific Data. 5, 180053(2018).</li>
<li>Kou, L. Z., Tang, C., Frauenheim, T., Chen, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+Charge+Separation+and+Tunable+Electronic+Band+Gap+of+Armchair+Graphene+Nanoribbons+Encapsulated+in+a+Double-Walled+Carbon+Nanotube%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Intrinsic Charge Separation and Tunable Electronic Band Gap of Armchair Graphene Nanoribbons Encapsulated in a Double-Walled Carbon Nanotube.</a> Journal of Physical Chemistry Letters. 4 (8), 1328-1333 (2013).</li>
<li>Kou, L. Z., Tang, C., Wehling, T., Frauenheim, T., Chen, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emergent+properties+and+trends+of+a+new+class+of+carbon+nanocomposites%3A+graphene+nanoribbons+encapsulated+in+a+carbon+nanotube%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Emergent properties and trends of a new class of carbon nanocomposites: graphene nanoribbons encapsulated in a carbon nanotube.</a> Nanoscale. 5 (8), 3306-3314 (2013).</li>
<li>Kang, J., Tongay, S., Zhou, J., Li, J. B., Wu, J. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Band+offsets+and+heterostructures+of+two-dimensional+semiconductors%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Band offsets and heterostructures of two-dimensional semiconductors.</a> Applied Physics Letters. 102 (1), 012111(2013).</li>
<li>Makov, G., Payne, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Periodic+boundary+conditions+in+ab+initio+calculations%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Periodic boundary conditions in ab initio calculations.</a> Physical Review B. 51 (7), 4014-4022 (1995).</li>
<li>Chen, C., Lee, M., Clark, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Band+gap+modification+of+singlewalled+carbon+nanotube+and+boron+nitride+nanotube+under+a+transverse+electric+field%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Band gap modification of singlewalled carbon nanotube and boron nitride nanotube under a transverse electric field.</a> Nanotechnology. 15 (12), 1837(2004).</li>
<li>Zhang, Z. H., Guo, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy-gap+Modulation+of+BN+Ribbons+by+Transverse+Electric+Fields%3A+First-Principles+Calculations%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Energy-gap Modulation of BN Ribbons by Transverse Electric Fields: First-Principles Calculations.</a> Physical Review B. 77 (7), 075403(2008).</li>
<li>Sahin, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolayer+Honeycomb+Structures+of+Group-IV+Elements+and+III-V+Binary+Compounds%3A+First-Principles+Calculations%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Monolayer Honeycomb Structures of Group-IV Elements and III-V Binary Compounds: First-Principles Calculations.</a> Physical Review B. 80 (15), 155453(2009).</li>
<li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+Photocatalytic+Hydrogen+Generation+and+Capsule+Storage+in+Graphene+Based+Sandwich+Structures%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Combining Photocatalytic Hydrogen Generation and Capsule Storage in Graphene Based Sandwich Structures.</a> Nature Communications. 8, 16049(2017).</li>
<li>Neugebauer, J., Scheffler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorbate-substrate+and+adsorbate-adsorbate+interactions+of+Na+and+K+adlayers+on+Al%28111%29%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+B%22%5BJournal%5D)">Adsorbate-substrate and adsorbate-adsorbate interactions of Na and K adlayers on Al(111).</a> Physical Review B. 46 (24), 16067(1992).</li>
<li>He, W., Li, Z. Y., Yang, J. L., Hou, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+structures+of+organic+molecule+encapsulated+BN+nanotubes+under+transverse+electric+field%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Electronic structures of organic molecule encapsulated BN nanotubes under transverse electric field.</a> Journal of Chemical Physics. 124 (15), 154709(2006).</li>
<li>Zhang, R. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Z-Scheme+Water+Splitting+Photocatalyst+Based+on+Two-Dimensional+Van+Der+Waals+Heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Direct Z-Scheme Water Splitting Photocatalyst Based on Two-Dimensional Van Der Waals Heterostructures.</a> Journal of Physical Chemistry Letters. 9 (18), 5419-5424 (2018).</li>
<li>Paiera, J., Marsman, M., Hummer, K., Kresse, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Screened+hybrid+density+functionals+applied+to+solids%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Screened hybrid density functionals applied to solids.</a> Journal of Chemical Physics. 124 (15), 154709(2006).</li>
<li>Pyzer-Knapp, E. O., Suh, C., Gómez-Bombarelli, R., Aguilera-Iparraguirre, J., Aspuru-Guzik, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+Is+High-Throughput+Virtual+Screening%3F+A+Perspective+from+Organic+Materials+Discovery%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">What Is High-Throughput Virtual Screening? A Perspective from Organic Materials Discovery.</a> Annual Review of Materials Research. 45, 195-216 (2015).</li>
<li>Cerqueira, T. F. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+Novel+Cu%2C+Ag%2C+and+Au+Ternary+Oxides+from+Global+Structural+Prediction%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Identification of Novel Cu, Ag, and Au Ternary Oxides from Global Structural Prediction.</a> Chemistry of Materials. 27 (13), 4562-4573 (2015).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

החישובים עבור מאפיינים אלקטרוניים בסעיפים 2, 3, ו 4 יהיה דומה בין חומרי ננו שונים. המודל האטומי הראשוני בשלב 1 צריך להיות מתוכנן בקפידה כדי לחלץ מידע בעל משמעות. לדוגמה, הפקטור לבחירת המודל עשוי להיות גודל או כיראליות של החומרים. כמו כן, המודל האטומי הראשוני בשלב 1.1 צריך להיות מוכן באופן סביר להרפיה מבנה בעלות נמוכה. לקיחת הננו-משולב בפרוטוקול כדוגמה, יש לעטוף את ה-NR בתוך NT באופן סימטרי. אחרת, זה יהיה זמן רב לחפש את המבנה אופטימיזציה על ידי VASP.
כדי לשקול את ההשפעה של שדה חשמלי, גיליון דיפ...

הביקוש העולמי לאנרגיה נקייה ובעלת מבנה-בר מדרבן מחקר לחומרים מבטיחים להפחתת התלות במשאבי נפט סופיים. סימולציות יעילות וחסכוניות יותר מאשר ניסויים בהאצת החיפוש אחר חומרים פונקציונליים חדשים1. עיצוב חומרים מנקודת מבט תאורטית2,3,4 הוא כעת יותר ויותר פופולרי בשל ההתקדמות המהירה במשאבי חישוביות והתפתחויות תאוריה, מה שהופך סימולציות חישוביות אמינות יותר5 . התיאוריה הפונקציונלית הצפיפות (DFT) חישובים מיושם קודים רבים הופכים חזקים יותר ולהניב תוצאות התשואה6.
חבילת הסימולציה של וינה Ab (VASP)7 מציג את אחד הקודים dft המבטיחים ביותר לניבוי מאפיינים מולקולריים וגבישי ויותר מ 40,000 מחקרים שימוש בקוד זה פורסמו. רוב העבודה מבוצעת ב-Perdew-בורק-ארנזרהוף (PBE) ברמה8, שאינה מעריכה את גודלי הפער של הלהקה, אך לוכדת את המגמות החיוניות ביישור הלהקה ובהסטת הרצועה3. פרוטוקול זה נועד לתאר את הפרטים של חקירת פרופילי קצה הלהקה ומפרצות של חומרי ננו-שינוי עבור אנרגיה נקייה ומתחדשת באמצעות כלי זה חישובית. דוגמאות נוספות המשתמשות ב-VASP זמינות ב-https://www.vasp.at.
דו ח זה מציג את ההקרנה החישובית של מימדי (1D) vdW הטרובנים עם סוג II להקות הלהקה9 עבור יישום מבטיח בשנת photocatalytic פיצול4. באופן ספציפי, nanoribbons (NRs) כימוס בתוך צינוריות (NTs) נבדקים כדוגמה10. כדי לטפל באינטראקציות שאינן באמצעות שימוש בלתי קוולנטי, תיקוני vdW באמצעות שיטת DFT-D3 נכללים11. חישובי DFT בשלבים 1.2, 2.2, 3.2, 3.5.2, וסעיף 4 על-ידי VASP מתבצעים באמצעות סקריפט מערכת אצווה נייד (PBS) על ידי מחשבים מחקר ביצועים גבוהים במערכת CenTOS. דוגמה לסקריפט PBS מוצגת בחומרים המשלימים. הנתונים postprocessing על ידי התוכנה P4VASP בשלב 3.3 ואת העלילה איור על ידי תוכנת xmgrace בשלב 3.4 מתבצעות במחשב מקומי (מחשב נייד או שולחן עבודה) במערכת אובונטו.

<table><tbody><tr><td>Nanotube Modeler</td><td>פותח על ידי ד"ר סטפן וובר</td><td>NanotubeModeler1.8</td><td>http://www.jcrystal.com/products/wincnt/NanotubeModeler.exe</td></tr><tr><td>P4VASP</td><td>Orest Dubay</td><td>p4vasp 0.3.30</td><td>קוד פתוח, זמין ב-www.p4vasp.at</td></tr><tr><td>v2xsf</td><td>פותח על ידי ד"ר ינס קונסטמן</td><td>v2xsf</td><td></td></tr><tr><td>http://theory.chm.tu-dresden.de/~jk/software.html תוכנת</td> <td>VASPפיזיקה של חומרים חישוביים, המחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת וינה</td><td>vasp.5.4.1</td><td>https://www.vasp.at</td></tr><tr><td>תוכנת VMD</td><td>קבוצת ביופיזיקה תיאורטית וחישובית, אוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין</td><td>vmd1.9.3</td><td>https://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd</td></tr><tr><td>xcrysden</td><td>המחלקה לכימיה פיזיקלית ואורגנית, מכון יוזף סטפן</td><td>XCrySDen1.5.60</td><td>http://www.xcrysden.org/</td></tr><tr><td>Xmakemol</td><td>פותח על ידי M. P. Hodges</td><td>xmakemol5.16</td><td>https://www.nongnu.org/xmakemol/XmakemolDownloads.html</td></tr><tr><td>תוכנת Xmgrace</td><td>צוות פיתוח גרייס בתיאום של יבגני סטמבולצ'יק</td><td>xmgrace5.1.25</td><td>http://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/</td></tr></tbody></table>

בדיקה סוג ii הלהקה יישור ב-one-מימדי ואן דר וואלס הטרובנים באמצעות חישובי עקרונות ראשונים

Probe Type II Band Alignment in One-Dimensional Van Der Waals Heterostructures Using First-Principles Calculations

כלים חישוביים המבוססים על שימוש בתיאוריות מבוססות-צפיפות (DFT) מאפשרים את חיפושי התרכובות החדשות באיכות החדשה, המאפשרות השגה של האפליקציה ליישום ממוקד. סימולציות תאוראניות מספקות הבנה מעמיקה של המאפיינים האלקטרוניים הפנימיים של חומרים פונקציונליים. המטרה של פרוטוקול זה היא לחפש מועמדים פוטוcatalyst על ידי ניתוח חישובית. יישומים פוטוקטליטיים דורשים פערים מתאימים של הלהקה, תנוחות קצה הלהקה המתאימות ביחס לפוטנציאלים מחדש. פונקציונלים היברידיים יכולים לספק ערכים מדויקים של מאפיינים אלה, אך הם יקרים מבחינה חישובית, ואילו התוצאות ברמה הפונקציונלית Perdew-בורק-אורזרהוף (PBE) יכולות להיות אפקטיביות עבור הצעה אסטרטגיות עבור הנדסת מבנה הלהקה באמצעות שדה חשמלי זן מתיחה במטרה לשפר את הביצועים photocatalytic. כדי להדגים את זה, בכתב יד הנוכחי, כלי הסימולציה של DFT מבוסס VASP משמש כדי לחקור את היישור הלהקה של ננו-מרוכבים בשילובים של צינוריות ו nanoribbons במצב הקרקע. כדי לטפל במשך החיים של החורים והאלקטרונים במצב נרגש, יש צורך בחישובי דינמיקה לא-אדיאביטיים.

זיגזג בסון-NRs כימוס בתוך הכורסה BN-NTs (11, 11) נבחרו כדוגמאות מייצגות עבור מבנה vdW של 1D. פרמטרי הסריג נלקחו מסאהין ואח '20. לנוחיותכם, הזיגזג nrs הם מקוצרים Zn, כאשר n מייצגת את III – V דימרים לאורך רוחב14. האנרגיה מעטיפת ה-EL משלב 2.3 שימש כהערכה גסה עבור היציבות האנרגטית של הננו-משולב. ערכי EL של z2, z3, ו-z4 כלפי משטח בתוך BN-NT (11, 11) היו-0.033 EV/å,-0.068 eV/Å, ו-0.131 ev/å, בהתאמה<sup class="xref"...

חישובים שבוצעו על ידי חבילת הסימולציה של וינה Ab, ניתן להשתמש כדי לזהות את המאפיינים האלקטרוניים הפנימיים של חומרים ננו-סקאלה ולחזות את הפוטנציאל מפצל את המים הפוטנציאליים.

בדיקה סוג II הלהקה יישור ב-One-מימדי ואן דר וואלס הטרובנים באמצעות חישובי עקרונות ראשונים

Computational tools based on density-functional theory (DFT) enable the exploration of the qualitatively new, experimentally attainable nanoscale ...

פרוטוקול זה מדווח על הקרנה חישובית של זרז צילום עם יישור קשר סוג 2 על ידי עקרונות ראשונים Softwire עצום אקספרסיבי Calais, ננו-סיבי בורון ניטראטה עיפוע בתוך צינוריות. ולקחת דוגמאות אחרות. שלב ראשון, מטב את המבנה האטומי.התכונן לקבצי קלט לחישוב הרפיית מבנה על-ידי עצום, INCAR, POSCAR, POTCAR ו- KPOINTS. קיימים פרמטרים שצוינו בקובץ INCAR המגדירים את החישוב. השורה בקובץ INCAR מוקפת בתיבה כחולה, במקרה שכל האטומים רגועים עד שהכוח על כל אטום הוא פחות מ- 0.028 לכל אטום.קובץ POSCAR מכיל את המידע על הגיאומטריה האטומית. הפרמטרים ההתחלתיים של הסריג בקובץ, POSCAR ניתן לבחור מתוך הפניות רדיקליות או ניסיוניות. כפי שצוין על ידי קופסה כתומה.KPOINTS מגדיר רשת שינוי KPOINT ו POSCAR הוא עדיין הקובץ הפוטנציאלי יוצר את המבנה הראשוני של ננו ניטריס בורון עבור POSCAR. הורדה ראשונה POSCAR עבור יחידת תיבת בורון ניטיטים מאתר האינטרנט של פרויקט החומרים. הם השתמשו ב- V2SXF כדי להמיר POSCAR לקובץ בתבנית SXF.קובץ SXF יכול להיות ביטוי נכון. הקלד V2SXF POSCAR על לא במערכת פס 2. ופלט POSCAR SXFGZ כרטיסיית גנזי POSCAR, דלתא SXF-GZ.ופלט POSCAR SXF. נשתמש בקסקריסדן כדי לבנות תריס-על של בורון ניטרט. הקלד xcrysden-sxf POSCAR.Xsf.בחר את התפריט, שינוי מספר המחלה שצוירה והרחבת הסגנון בכיוון X ו- Y. בחר את התפריט, הקובץ. שמור מבנה XSF כדי לייצא את מבנה תא העל.השתמש xmakemol כדי לפתוח את תא העל על ידי הקלדת xmakemol-f supercell. בחר את התפריט והוסף אותו לגלוי. לחץ על דו-מצבי כדי לעכב את האטומים בתוך ננו-רובון החלף והיצוק עם הרוחב הרצוי כיראליות.ננו-צינורית בורון ניטרט יכול להיבנות על ידי דגם ננו-צינורית, דגם ננו-צינורית פתוח EXC במערכת החלון. בחרו בתפריט ובחרו 'סוג B-N'. ולציין את הכיראליות.בחר את התפריט, הקובץ, שמור את טבלת XYZ כדי לייצא מבנה זה. השתמש VMD Southwire כדי לבדוק את המבנה האטומי לפני תחילת ביצוע עבודת החישוב. הקלד VMD במערכת VMD פנימית.בחלון הראשי הפתוח של VMD. בחר את התפריט, הקובץ, המולקולה ולמצוא את POSCAR דרך חלון העיון. טען POSCAR לפי סוג MAGE ואת POSCAR הציון.הצג את המבנה לפי סגנונות שונים בחלון שיטות הציור של ייצוגים גרפיים. לדוגמה, בחר CPK. כל אטום מיוצג על ידי כדור וכל קשר מיוצג על ידי יתד.הקלד משימה של qsub. pbs כדי לשלוח את המשימה למחשב. מחלקה לקובץ Script נייד של מערכות אצווה.זוהי דוגמה לקובץ ה- Script בשם job.pbs. לאחר סיום המשימה, אם היחס דורש דיוק עצירת מזעור האנרגיה של המבנה מופיע בסוף נעילת הפלט. התוצאה המתכנסת היא פנדל.ה- POSCAR המתקבל ישמש כקובץ קלט POSCAR עבור החישובים הבאים. לניתוח תכונות אלקטרוניות של חומרים. שלב שני.חשב את אנרגיית האנקפסולציה. הקלד mkdir nanocomposite מבודד ננו-nanoribbon מבודד-צינורית כדי ליצור תיקיות qsub עבור ננו קומפוזיט, nanoribbon ו ננו-צינור פנימי במערכת לינוקס. הכן סקריפט PBS אחד, עבודה.pbs וארבעה קבצי קלט INCAR, POSCAR, POTCAR ו- KPOINTS. לאנרגיה, חישוב בכל תיקייה. קובץ הקלט POSCAR באותו אופן מרגיע את המבנה וספירת צורות רכב כי אחד.עבור לכל תיקיה והקלד את המשימה qsub. pbs למערכת לינוקס פנימית. סדרת עבודות ההמום תבצע את חישובי האנרגיה הסטטיים העקביים של ננו-קומפוזיטים, תבודד ננו-רובון, תבודד את הננו-צינורית בהתאמה.הבא לעקוב אחר האנרגיה הכוללת מקובץ OUTCAR עבור כל פקודת גב מערכת. לאחר סיום החישובים הסטטיים של עקביות עצמית, ספור את אנרגיית האנקפסולציה כפי שמוצג בנוסחה זו. האינטראקציה התקופתית של הננו-קומפוזיט מאפשרת ציר Z ו- L הוא קבוע הסריג של תא היחידה, לאורך Z.The אנרגיית האנקפסולציה יכולה לשמש כהערכה ליציבות האנרגטית של הננו-קומפוזיט.שלב שלישי, לחלץ את המאפיינים האלקטרוניים ממבנה הלהקה. הכן PBS אחד, עבודת תסריט. pbs וש ששת קבצי הקלט.אינקר, פוסקר, פוקאר, KPOINTS, CHGCAR ו-CHG. עבור חישובי רצועות, אמר ICHARG שווה 11 ב INCAR. קבצי CHGCAR ו- CHGG שלפני ההמרה הם מחישובים עקביים-עצמיים סטטיים.דגימת KPOINT ב- KPOINTS נמצאת במצב קו. הקלד משימה של qsub. pbs על מערכת לינוקס פנימית להגיש את העבודה.השתמש p4vasprun כדי ליצור את הלהקה המוקרנת. טען וספרון. xml על-ידי הקלדת וספרון p4v.xml במסוף. בחר את התפריט, רצועות DOS מקומיות אלקטרוניות. שלוט ולאחר מכן בחר רצועות.ציינו את המספרים האטומיים של צינוריות בבחירת אטומי התווית. קבל את המספר האטומי על-ידי הצבעה על האטומים המתאימים באמצעות VMD. ציין את הצבע, הסוג והגודל של הסמל עבור מבנה הרצועה המוקרן.סמל תפריטים אלה וגודל הסמל. לחץ על התפריט, הוסף שורה חדשה. הגרף יראה את מבנה הלהקה עם התרומות של ננו-צינורית.ואז לחזור על אותו הליך כדי לאסוף הלהקה מוקרן עם תרומות של nanoribbon. בחרו בייצוא תרשים התפריט. יצא את התרשים לקובץ בתבנית agr.לדוגמה, נשמר כ- 11-4.agr. השתמש בציונים XM כדי לזהות את הרצועות המתוכננות. הקלד xmgrace11-4.agr על הטרמינל כדי להפעיל xmgrace במערכת התפריט. בחר את התפריט, התווה מאפייני גישה כדי לזהות את התווית ואת טווח הצירים. בחר את מראה ערכת ההתוויה הידנית כדי לקרוא את ערך האנרגיה כמספר רצועה ונקודת מפתח שצוינו.שחרור הלהקה מקסימום ואת הלהקה מוליך מינימום של nanotube או nanoribbon יכול להיות ישר מן הלהקה המוקרנת עם תרומות של nanotube או nanoribbons בהתאמה. לאחר מכן לחשב את היסט רצועת ערכיות, היסט רצועת מוליך ואת פער הלהקה. בחרו בתפריט, בקובץ, הצבעו על ייצוא התרשים בתבניות APS.חשב את הרצועה להתפרק כדי לטעון צפיפות עבור VBM ו- CBM. הכן pbs אחד, עבודת תסריט. pbs ושבעה קבצי קלט, INCAR, POSCAR, POTCAR, KPOINTS, WAVECAR, CHGCAR ו- CHGG.ציין את מספרי הרצועות עבור CBM ו- VBM. לאחר מכן הקלד IBAND ב- INCAR. השתמש ב- KPOINT המתאים היחיד עבור כל קצה רצועה.הנקודה מתכנסת CHGCAR, CHG. וקבצי WAVECAR, הם מחישובים סטטיים עקביים. הקלד משימה של qsub.pbs על מערכת לינוקס פנימית להגיש את העבודה. השתמש ב- VMD כדי להתוות VBM ו- CBM בחלל אמיתי לאחר סיום המשימה. התחל הפעלת VMD וטען POSCAR.בחרו בתפריט, בקובץ, במולקולה החדשה בחלון הראשי של VMD. מצא את PARCHG דרך חלון העיון. טען את PARCHG לפי סוג, לחץ וציון PARCHG.בחרו בתפריט, ציירו משטח מלא והצגו משטח מלא בחלון הייצוגים הגרפיים. שנה את ערך ISO לערך מתאים, לדוגמה 0.02. שנה את צבע משטח ISO למרות שיטת צביעת התפריט.שלב רביעי, לווסת את המאפיינים האלקטרוניים של nanocomposite על ידי שדות חיצוניים. הוסף שדה חשמלי רוחבי לננו-קומפוזיט. הכן PBS אחד, עבודת תסריט.pbs וארבעת קבצי הקלט, INCAR, POSCAR, POTCAR ו- KPOINTS. הגדר את חוזק השדה החשמלי לפי השדה האלקטרוני של התג ביחידות של eV Astrum. הגדר LDIPOL שווה T, הגדר IDIPOL שווה 2.ואת השדה החשמלי יוחל לאפשר ציר Y. בצע חישובים סטטיים עקביים עצמית וחישובי מבנה רצועות, לאחר שלבים 2 ו- 3 ללא מיטוב מבנה. הוסף מבחן אורך של כוח nanocomposite, שרשרת פרמטר הסריג לאורך הכיוון התקוי כדי לשקול את אפקט המחרוזת.לדוגמה, כדי למטב את פרמטר הסריג של nanocomposite לאורך הציר הוא 2.5045 Astrum אם מוחל 1%ואת חוזק מתיחה צירי לאורך הפעולה Z דרך. שנה את פרמטר הסריג ב- POSCAR ל- 2.529545 Astrum. הרפה את מבנה השינוי לאחר שלב ראשון, בצע חישובים עקביים-עצמיים סטטיים וחישובי מבנה רצועה, בהתאם לשלבים 2 ו- 3.תוצאות מייצגות. אנרגיית האנקפסולציה יכולה לשמש כהערכה גסה ליציבות האנרגטית של הננו-קומפוזיט. אנרגיית אנקפסולציה של ננו-רובונים בורון ניטירה, 2, a 3, ו 4 encapsulated בתוך צינור ננו ניטורט בורון 11, 11 הם 0.033 eV אסטרום, 0.068 eV Astrum ו 0131 eV אסטרום בהתאמה.למרות אנרגיית אנקפסולציה משתנה לפי סדר גודל עם גודל nanoribbon, כל שלושת nanocomposites הנוכחי סוג שני יישור הלהקה. זהו מבנה הלהקה של בורון ניטריס וננו-רובונים, ארבעה עכופנים בתוך ננו-צינורית בורון ניטירה, 11, 11. מקסימום רצועת ואלנס ומינימום רצועת ההיכה הממוקמים בננו-צינורית וננו-ריסון בהתאמה.יישור הלהקה המהודד מועיל עבור זרמי אור למנגנון העיקרי של הובלת מטען הוא כדלקמן. התמונה יוצרת מעטפת מודעות חשמלית בננו-ביבונים בנקודת ה-X. ואז כל הדיסוציאציט מננו-ביבונים לננו-צינורית.היסט רצועת הערך המחושב הוא 317 מיקרו eV. הוא גדול יותר מהאנרגיה התרמית ב 300 קלווין שהוא כ 13 מיקרו eV. פעולה זו מפחיתה ביעילות את קצב ההיקומבציה של ספקים שנוצרו באמצעות תמונות.כדי לשפר את קציר האור דרך ספקטרום רחב, זה מעביר שדה חשמלי וכוח מתיחה אורך מוחלים על nanoribbons בורון ניטירה, ארבעה encapsulated בתוך ננו צינור ניטורט בורון, 11, 11. זוהי האבולוציה של קצות הלהקה ביחס לרמת הוואקום, ולא מגיבה לאף שדה. צמצום פער משמעותי עד קרוב 0.95 eV נצפתה ננו קומפוזיט זה על ידי שני השדות החיצוניים.חשוב מכך, יישור הלהקה המהונודד נשמר כנגד המפושט. פוטנציאל ה-redox של המים מסומן על ידי הקווים הכחולים המקווקווים. קצות הרצועה הם יחסית לפוטנציאל redox עולה כי ננו קומפוזיט כזה עשוי להיות מבטיח פיצול מים. מסקנה.זה מהיר ויעיל להשתמש בגישה סינון חישובי כדי לגלות חומרים ממדיים נמוכים בעלי תכונות המתאימות פיצול מים סולו. מערכת חד מימדית כזו יכולה להציע לשלב ייצור מימן פוטו-קטאלציה וסגנון קפסולה בטוח להגיע. האלקטרונים שנוצר צילום יכול להיאסף על ידי nanoribbon, פרוטונים לחדור דרך צינורית כדי ליצור מולקולת מימן הצטרף על ידי משיכה אלקטרוסטטית.המימן המיוצר מבודד לחלוטין בתוך צינורית כדי למנוע תגובה הפוכה לא רצויה או פיצוץ. חישובי העקרונות הראשונים יזלזלו במצב הפער באמצעות PPE פונקציונלי. אבל הם יכולים ללכוד את המגמות החיוניות ביישור הלהקה וקיזוז הלהקה.ערכים מדויקים יותר של אופסט רצועת ערכיות, קיזוז רצועת הולכה ואת פער הלהקה נדרשים אם בהשוואה לעבודה ניסיונית, פונקציונלי לפעול יהיה מועסק למדי, אשר יהיה זמן רב יותר מאשר פונקציית PPE. חוץ מזה כדי לטפל בחיים של גוף שנוצר תמונה חשמלי במצבים סטטיים ננו חולי סוכרת למנוע ממני כמה חישובים הדרושים. זה חשוב לעצב פוטו זרזים עם קריירות לכל החיים.

probe-type-ii-band-alignment-one-dimensional-van-der-waals

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

מבנים מסודרים להציע מנגנונים חדשים לגיבוש bandgaps פוטוניים וחופש חסר תקדים בעיצובים פונקציונליים-פגם. כדי לעקוף את האתגרים חישובית של מערכות לא מסודרות, אנו בונים דגימות מקרוסקופית המודולרי של הסוג החדש של חומרי PBG ולהשתמש מיקרוגלים לאפיין תכונות פוטוניים קנה המידה בלתי משתנה שלהם, באופן קל ולא יקר.

שימוש במיקרוגל ודוגמאות מקרוסקופית של דיאלקטרי מוצקים לחקר מאפיינים פוטוניים של הפרעות חומרי bandgap פוטוניים

מתואר השימוש בהדמיית ניגודיות של ערוץ אלקטרונים במיקרוסקופ אלקטרונים סורק כדי לאפיין פגמים בסרטים דקים הטרו-אקספיטציאליים III-V/Si. שיטה זו מניבה תוצאות דומות למיקרוסקופ אלקטרונים שידור תוכנית, אך בפחות זמן משמעותית עקב היעדר הכנת דגימה נדרשת.

הדמיה ניגודיות אלקטרונים תקשור לראפיד III-V Heteroepitaxial אפיון

סרטים רזה (100-1000 Å) של ונדיום דו-חמצני (VO2) נוצרו על ידי אטומי-שכבה התצהיר (אלד) על מצעים ספיר. בעקבות זאת, המאפיינים אופטי מאופיינים המעבר מתכת-מבודד של VO2. מן התכונות האופטיות, מדוד מודל נוצר כדי לתאר את tunable מקדם שבירה של VO2.

שכבות אטומיות בודדות בתצהיר של ונדיום דו חמצני ודגם אופטי תלוית טמפרטורה

בנייר זה, אנו מציגים פרוטוקול לגדול ישירות של epitaxial עדיין עופרת גמיש זירקוניום חומצה טיטנית רכיב זיכרון על מוסקבאי מיכה.

ייצור ושיטת מדידה לרכיב Ferroelectric גמיש בהתבסס על ואן דר Waals Heteroepitaxy

מעגלים משולבים קוונטית (QICs) המורכב של מערך של הצמתים Josephson מישורי ובליסטיים (JJs) מבוסס ב0.75Ga0.25כמו גז אלקטרוני דו מימדי (2deg עלות) מוצג. שתי שיטות שונות לייצור דו מימדי (2D) JJs ו QICs נדונים ואחריו הפגנה של מדידות הובלה קוונטית בטמפרטורות sub-קלווין.

שילוב מדרגי של מעגלים קוונטית משולבים בפלטפורמת גז אלקטרונים דו מימדית

באמצעות זן uniaxial בשילוב עם ספין-מקוטב מיקרוסקופ מינהור סריקה, אנו לדמיין במבנם antiferromagnetic תחום של Fe1 + yטה, למתחם של האב מבוססות ברזל superconductors.

להמחיש Uniaxial-זן מניפולציה של תחומים Antiferromagnetic ב Fe1 +YTe באמצעות מקוטב-ספין סריקתה מיקרוסקופ מינהור

בעבודה זו אנו מתארים טכניקה המשמשת ליצירת קריסטלים חדשים (ואן דר וואלס הטרובנים) על ידי הערמה של חומרים דו-ממדיים שכבתית באולטרסאונד עם שליטה מדויקת על המיקום ועל אוריינטציה יחסית.

בדיית ואן דר ואלס הטרובנים עם יישור סיבוב מדויק

מוצג כאן הוא פרוטוקול לניתוח שינויים ננו במהלך הטיה situ עם מיקרוסקופ אלקטרונים שידור (TEM) עבור מבנה מתכת-מבודד-מתכת מוערם. יש לו יישומים משמעותיים נגד מיתוג מוטות מוצלבים עבור הדור הבא של מעגלי לוגיקה לתכנות וחומרה neuromimicking, כדי לחשוף את מנגנוני הפעולה הבסיסיים שלהם וישימות מעשית.

ב מיקרוסקופ אלקטרונים שידור Situ עם הטיה והפיקה של מוטות אסימטריים המבוססים על מעורב שלבים a-VOx

מאמר זה מציג פרוטוקול ממוטב ומושכל ניסיון לייצור התקני סופר-סריג moiré מבוססי גרפן באיכות גבוהה עם זוויות פיתול מדויקות, תוך שימוש בטכניקת העברה יבשה שונה המבוססת על מערך העברה מותאם-במיוחד וניתן לכוונון גבוה.

הליך ייצור אופטימלי עבור התקני Moiré Superlattice מבוססי גרפן באיכות גבוהה

מחקר זה מציג מתודולוגיית ייצור נטולת שאריות לייצור פתיתים בודדים של חומרים דו-ממדיים והרכבתם למבנים הטרו-ממדיים מורכבים תוך שימוש באינטראקציות ואן דר ואלס בלבד. הטכניקה מבטלת את הצורך בחומרים חיצוניים ובתנאי ניסוי ספציפיים, ומאפשרת הרכבות הטרו-מבניות מורכבות באמצעות תהליכי ערימה מלמטה למעלה, מלמעלה למטה ומודולריים.

ייצור ללא שאריות של מבנים הטרו-ממדיים של ואן דר ואלס מחומרים דו-ממדיים

אנו מציגים פרוטוקול ספקטרוסקופיה פיזורפלקטנסי עם מודולציית עיוות שניתן לשחזר, המאפשר מדידת ΔR/R באמצעות זיהוי נעילה עבור גבישי ואן דר ואלס המועברים לפיזוקרמיקה, ותוצאות של אפיון מעברים אופטיים ישירים דרך ספקטרום ΔR/R באמצעות התאמת נגזרת שלישית עם נוסחת אספנס.

ספקטרוסקופיית פיזורפלקטנס של מעברים אופטיים בגבישים שכבתיים של ואן דר ואלס

חקור סינון חישובי של פוטוקטליזטורים עם יישור סוג II באמצעות חישובי עקרונות ראשונים. השיטה מייעלת מבנים אטומיים של ננו-סרטי חנקן בור וחיזוי תכונות אלקטרוניות לביקוע מים.

בדיקה סוג II הלהקה יישור ב-One-מימדי ואן דר וואלס הטרובנים באמצעות חישובי עקרונות ראשונים

גלה סרטונים נוספים