Name: Probe type II band uitlijning in eendimensionale van der Waals Heterostructuren met behulp van berekeningen van de eerste principes (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 56 s
Description: Ontdek een computationele screeningsmethode voor fotokatalysatoren met type-II-banduitlijning met behulp van berekeningen van de eerste principes. Deze aanpak optimaliseert de atoomstructuur van boron-nitride-nanoribbons in nanobuizen.

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

Dit werk werd gesteund door de Chinese postdoctorale wetenschaps Stichting (Grant No. 2017M612348), Qingdao postdoctoraal Stichting (Grant nr. 3002000-861805033070) en van het Young Talent project aan de Ocean University of China (Grant No. 3002000-861701013151). De auteurs bedanken Miss ya Chong Li voor het voorbereiden van de vertelling.

1. Optimaliseer de atoomstructuur.
<ol><li>Bereid vier invoerbestanden voor de structuur ontspanning berekening door VASP: INCAR, POSCAR, POTCAR, en KPOINTS. Opmerking: er zijn opgegeven parameters in het INCAR-bestand waarmee de berekening wordt gedefinieerd. De lijn "EDIFFG = 0,02" in de INCAR bestand geeft aan dat alle atomen worden ontspannen totdat de kracht op elk atoom is < 0,02 eV/Å. Het POSCAR-bestand bevat de atomische geometrie-informatie. De initiële parameters van de rooster in het poscar-bestand kunnen worden gekozen uit theoretische3 of experimentele verwijzingen12,13. Het KPOINTS-bestand definieert het k-punt mesh en POTCAR is het pseudopotentiële bestand. De orde van atoom typen in POSCAR moet hetzelfde zijn als die in POTCAR. Voorbeelden van invoerbestanden voor de ontspanning van de structuur worden weergegeven in de aanvullende materialen (met uitzondering van het bestand pseudopotential, die een licentie van VASP nodig heeft).<ol>
<li>Genereer de initiële structuur van boornitride (BN) nanoribbons (NR) voor "POSCAR".<ol>
<li>Download het POSCAR-bestand voor de BN bulk-eenheid van https://materialsproject.org.</li>
			<li>Gebruik v2xsf om het POSCAR-bestand naar een bestand in het XSF-formaat te converteren dat kan worden gelezen door xcrysden. Typ V2XSF poscar op de terminal in het Ubuntu-systeem om "poscar. xsf. gz" te krijgen. Type gunzip POSCAR. xsf. gz en uitvoer de poscar. XSF bestand.</li>
			<li>Gebruik xcrysden om de BN SuperCell te bouwen.<ol>
<li>Type xcrysden--XSF POSCAR. XSF op de terminal in het Ubuntu-systeem. Selecteer het menu wijzigen/aantal eenheden getekend en breid de cel uit in de X-en Y-richtingen.</li>
				<li>Selecteer het menu bestand/Save XSF structuur om de SuperCell structuur te exporteren, genaamd "SuperCell". Opmerking: de naam van de structuur is een willekeurige definitie.</li>
			</ol>
</li>
			<li>Gebruik xmakemol om de SuperCell te openen. Typ xmakemol-f SuperCell op de terminal in het Ubuntu-systeem. Selecteer het menu bewerken/zichtbaar. Klik op Toggle om de atomen in de regio te verwijderen en SNIJD de nr naar de gewenste breedte en chiraliteit.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Genereer de initiële structuur van de BN Nanotube (NT) voor POSCAR. Download "Nanotubemodeler" van http://www.jcrystal.com/Products. Open NanotubeModeler. exe in het Windows-systeem. Selecteer het menu Selecteer type/B-N en specificeer de chiraliteit. Selecteer het menu bestand/Save XYZ tabel om de structuur te exporteren.</li>
		<li>Genereer de initiële structuur van de nanocomposiet door de NR (vanaf stap 1.1.1) in de NT (vanaf stap 1.1.2) in te kapen. Opmerking: de inkaping kan worden voltooid door het aanpassen van de Cartesische coördinaten van de nr en de NT10,14,15.</li>
		<li>Gebruik de VMD-software om de atomische structuur te controleren voordat u de berekenings taak indient.<ol>
<li>Typ VMD op de terminal in het Ubuntu-systeem. Selecteer in het geopende hoofdvenster van VMD het menu bestand/nieuwe molecule en zoek het poscar-bestand via het Blader venster. Laad POSCAR door VASP_POSCARte typen.</li>
			<li>Geef de structuur in verschillende stijlen weer in het venster grafische voorstellingen/tekenmethode . Opmerking: bijvoorbeeld, zodra de CPK is gekozen, wordt elk atoom (binding) vertegenwoordigd door een bol (stok). De installatiehandleiding en volledige zelfstudie van VMD zijn beschikbaar op http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Typ qsub job. PBS op de terminal in het Linux-systeem om de taak naar het computercluster te verzenden. Opmerking: "Job. PBS" staat voor de naam van het PBS-script. De naam van het PBS-script is een willekeurige definitie. De vier invoerbestanden in combinatie met het PBS-script moeten in de werkmap staan. De opdracht qsub job. PBS wordt gebruikt in de stappen 2,2, 3,2, 3.5.2 en sectie 4. Een voorbeeld van een PBS-script vindt u in het aanvullende coderingsbestand. Nadat de ingediende taak is voltooid, als "bereikt vereiste nauwkeurigheid-stoppen van structurele energie minimalisatie" wordt weergegeven aan het einde van het uitvoerlogboek, wordt het geconvergeerde resultaat verkregen. Het resulterende CONTCAR-bestand zal worden gebruikt als het invoerbestand POSCAR in stappen 2,1, 3,1, 3.5.1, 3.5.3.1, 4.1.1, 4.1.4 en sectie 4,2.</li>
</ol>2. Bereken de inkapings energie.
<ol><li>Typ mkdir composiet isolated-nanoribbon geïsoleerd-Nanotube om drie mappen te maken voor de composiet, de nr, en de NT op een terminal in een Linux-systeem. Bereid één PBS-script "Job. PBS" en vier INVOERBESTANDEN INCAR, POSCAR, POTCAR en kpoints voor de energieberekening in elke map. Opmerking: het invoerbestand POSCAR is het bestand met de naam CONTCAR met de ontspannen structuur uit stap 1. Voorbeelden van invoerbestanden worden gegeven in aanvullende materialen (behalve potcar).</li>
	<li>Ga naar elke map en typ qsub job. PBS op de terminal in het Linux-systeem. Opmerking: de drie ingediende taken zullen de statische zelf-consistente energie berekeningen uitvoeren voor de nanocomposite, geïsoleerde NR, en geïsoleerd NT, respectievelijk.</li>
	<li>Pak de totale energie uit de file OUTCAR voor elk systeem na het voltooien van de statische zelf-consistente berekeningen. Type grep-"vrije energie TOTEN"./nanocomposite/OUTCAR | tail-n 1, grep-"vrije energie Toten"./isolated-nanoribbon/OUTCAR | tail-n 1, en grep-"vrije energie Toten"./isolated-nanotube/OUTCAR | tail-n 1. Definieer de drie weergegeven waarden als respectievelijk ENT + nr, eNren eNT. Bereken de inkapings energie per angstrom: eL = (eNT + nr -e NT -eNr)/l14,15. Opmerking: de periodieke richting in elk systeem is langs de z-as en L is de rooster-constante van de eenheidcel langs de z-as. Test berekeningen van de energieafhankelijkheid van de vlak Golf cutoff energie en de k Point mesh zijn nodig. De inkapings energie kan worden gebruikt als een schatting voor de energetische stabiliteit van het nanocomposiet.</li>
</ol>3. Pak de elektronische eigenschappen uit de bandstructuur.
<ol><li>Maak een PBS-script "Job. PBS" en zes invoerbestanden: INCAR, POSCAR, POTCAR, kpoints, CHGCAR en CHG voor de berekening van de band. Stel Icharg = 11 in Incar. Opmerking: de vooraf geconvergeerde CHGCAR-en CHG-bestanden zijn afkomstig van de statische zelf-consistente berekeningen in stap 2,2. De band analyse is op het niveau van de PBE. De steekproef van het k-punt in het KPOINTS-bestand bevindt zich in de lijnmodus. Voorbeelden van invoerbestanden voor deze stap u vinden in de aanvullende materialen (behalve potcar).</li>
	<li>Typ qsub job. PBS op de terminal in het Linux-systeem om de taak te verzenden.</li>
	<li>Gebruik P4VASP om de geprojecteerde band te genereren.<ol>
<li>Laad "vasprun. XML" door te typen p4v vasprun. XML op Terminal in het Ubuntu-systeem. Opmerking: "p4v" wordt gebruikt om P4VASP te starten. Het bestand "vasprun. xml" moet in de werkmap.</li>
		<li>Selecteer het menu elektronische/lokale DOS + bands en Selecteer/bands.<ol>
<li>Geef de atoom nummers van NT op in de sectie Atom-selectie. Krijg het atoomnummer door te wijzen naar de overeenkomstige atomen met behulp van VMD zoals vermeld in stap 1.1.4. Geef de kleur, het type en de grootte van het symbool voor de geprojecteerde bandstructuur op via het menu symbool en de Symboolgrootte. Druk op de menu nieuwe regel toevoegen. Opmerking: in de grafiek wordt de bandstructuur weergegeven met bijdragen van de NT.</li>
			<li>Herhaal dezelfde procedure volgende stap 3.3.2.1 om de geprojecteerde band te krijgen met bijdragen van de NR.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Selecteer de menu grafiek/export. Exporteer de grafiek naar een bestand met een AGR-indeling (bijvoorbeeld "11-8. AGR"). Opmerking: de uitvoergegevens van de geprojecteerde banden door P4VASP zijn in drie kolommen waar de derde de weging vertegenwoordigt.</li>
	</ol></li>
	<li>Gebruik xmgrace om de geprojecteerde band te bewerken.<ol>
<li>Typ xmgrace 11-nr. AGR op de terminal om xmgrace te starten in het Ubuntu-systeem. Selecteer de Eigenschappen menu plot/Axis om het label en bereik van de as te bewerken.</li>
		<li>Selecteer het menu plot/stel uiterlijk in om de energiewaarde te lezen op het opgegeven band nummer en k-punt. Opmerking: de valentieband maximum (VBM) en geleidings band minimum (CBM) van NR/NT kunnen worden gelezen uit de geprojecteerde band met bijdragen op NR/NT, respectievelijk. Volgens de band uitlijningen, halfgeleiderheterostructuren kunnen worden ingedeeld in drie typen: type I (VBMNT < VBMNr < cbmNr < cbmNT of VBMNr < VBMNT < cbmNT < cbmNr), type II (VBMnt < vbmNr < CBMNT < cbmNr of VBMnr < VBMNT &LT; cbmNr &LT; cbmNT), of type III (VBMNT < VBMNT < cbmNr &LT; cbmNr of vbmNr &LT; VBMNr &Lt; cbmNT < cbmNT)9.</li>
		<li>Bereken de valentieband offset (VBO), geleiding band offset (CBO) en de band gap volgend Kang et al.16.</li>
		<li>Selecteer het menu bestand/afdrukken om de grafiek met EPS-indeling te exporteren.</li>
	</ol></li>
	<li>Bereken de band gedecomponeerde lading dichtheid voor de VBM en CBM.<ol>
<li>Bereid een PBS-script "Job. PBS" en zeven invoerbestanden: INCAR, POSCAR, POTCAR, kpoints, WAVECAR, chgcar, en CHG. Specificeer de band nummers voor de cbm en VBM door de tag iBand in Incar. Gebruik het enkele corresponderende k-punt voor elke band rand. Opmerking: de vooraf geconvergeerde CHGCAR-, CHG-en WAVECAR-bestanden zijn afkomstig van statische, zelf-consistente berekeningen in stap 2,2. Voorbeelden van invoerbestanden voor deze stap worden gegeven in de aanvullende materialen (behalve potcar).</li>
		<li>Typ qsub job. PBS op de terminal in het Linux-systeem om de taak te verzenden.</li>
		<li>Gebruik VMD om de VBM en CBM in de echte ruimte te tekenen nadat de taak is voltooid.<ol>
<li>Start een VMD-sessie en laad het POSCAR-bestand zoals in stap 1.1.4.</li>
			<li>Selecteer het menu bestand/nieuwe molecule in het hoofdvenster van VMD. Zoek het PARCHG-bestand via het Blader venster. Laad PARCHG door VASP_PARCHGte typen.</li>
			<li>Selecteer de menu's Draw/Solid Surface en show/Isosurface in het grafische venster. Wijzig de isovalue in een geschikte waarde (bijvoorbeeld 0,02). Verander de kleur van de data door de menu kleur methode. Opmerking: dit is een intuïtieve analyse voor bandtypen met betrekking tot die in stap 3,4. Over het algemeen wordt de atomaire structuur verwijderd van de grens, anders wordt de gevisualiseerde laad dichtheid niet continu weergegeven. Raadpleeg aanvullende afbeelding 1 voor meer informatie.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>4. moduleren van de elektronische eigenschappen van de composiet (NT ingekapseld in nr) door externe velden.
<ol><li>Voeg een transversaal elektrisch veld toe aan de nanocomposiet17.<ol>
<li>Bereid een PBS-script "Job. PBS" en vier invoerbestanden: INCAR, POSCAR, POTCAR en kpoints.</li>
		<li>Definieer de sterkte van het elektrisch veld door de tag "Efield" in eenheden van EV/Å.</li>
		<li>Set LDIPOL = T. Specificeer IDIPOL met een exacte waarde (1, 2 of 3). Opmerking: deze twee tags worden toegevoegd om dipool correcties op te nemen. Het elektrische veld wordt toegepast langs de X-, Y-of Z-as door de waarde van IDIPOL in te stellen op 1, 2 of 3.</li>
		<li>Voer de statische zelf-consistente berekeningen en bandstructuur berekeningen uit volgens de secties 2 en 3 zonder structurele optimalisatie. Opmerking: uit eerdere studies blijkt dat elektrische velden van meer dan 5 V/Å kunnen worden gebruikt om de band kloof van bn-NT en bn-nr te wijzigen zonder de structuur te vervormen18,19.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Voeg een trekspanning in lengterichting toe aan het nanocomposiet.<ol>
<li>Verander de rooster parameters langs de periodieke richting om het strain-effect weer te geven. Opmerking: de geoptimaliseerde rooster parameter van de nanocomposiet langs de Z-as is bijvoorbeeld 2,5045 Å. Als 1% eenassige treksterkte wordt toegepast langs de Z-richting, verander de parameter voor het rooster in POSCAR naar 2,5045 x 1,01 = 2,529545 Å.</li>
		<li>Ontspan de gewijzigde structuur na sectie 1.</li>
		<li>Voer statische zelf-consistente berekeningen en bandstructuur berekeningen uit volgens de paragrafen 2 en 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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De berekeningen voor elektronische eigenschappen in de secties 2, 3 en 4 zouden vergelijkbaar zijn bij verschillende nanoschaal materialen. Het initiële atomische model in stap 1 moet zorgvuldig worden ontworpen om zinvolle informatie te extraheren. De factor voor het selecteren van het model kan bijvoorbeeld de grootte of chiraliteit van de materialen zijn. Ook moet het initiële atomische model in stap 1,1 redelijkerwijs worden voorbereid voor de lage kostenstructuur ontspanning. Als voorbeeld van de nanocomposiet in he...

De wereldwijde vraag naar schone en duurzame energie heeft onderzoek gestimuleerd naar veelbelovende materialen om de afhankelijkheid van eindige Petroleum bronnen te verminderen. Simulaties zijn efficiënter en zuiniger dan experimenten in het versnellen van het zoeken naar nieuwe functionele materialen1. Materiaal ontwerp vanuit een theoretisch perspectief2,3,4 is nu meer en meer populair vanwege de snelle vooruitgang in computationele bronnen en theorie ontwikkelingen, waardoor computationele simulaties betrouwbaarder worden5 . De dichtheid functionele theorie (DFT) berekeningen geïmplementeerd in vele codes worden steeds robuuster en rendement reproduceerbare resultaten6.
Het Vienna ab initio simulatie package (VASP)7 presenteert een van de meest veelbelovende DFT-codes voor het voorspellen van moleculaire en kristallijne eigenschappen en meer dan 40.000 studies die gebruik maken van deze code zijn gepubliceerd. Het meeste werk wordt uitgevoerd op het functionele niveau8van de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), dat de grootte van de band kloof onderschat, maar de essentiële trends in band uitlijning en band verschuivingen3vastlegt. Dit protocol is bedoeld om de details te schetsen van het onderzoeken van de band rand profielen en band kloven van nanoschaal materialen voor schone en hernieuwbare energie met behulp van deze computationele tool. Meer voorbeelden met behulp van VASP zijn beschikbaar op https://www.vasp.at.
Dit rapport presenteert de computationele screening van ééndimensionale (1d) VDW Heterostructuren met type II band overeenstemmingen9 voor een veelbelovende toepassing in fotokatalytisch water splitsen4. In het bijzonder worden nanoribbons (NRs) ingekapseld in nanobuisjes (NTs) onderzocht als een voorbeeld10. Om noncovalente interacties aan te pakken, worden vdW-correcties met de DFT-D3-methode opgenomen in11. De DFT-berekeningen in de stappen 1,2, 2,2, 3,2, 3.5.2 en sectie 4 door VASP worden uitgevoerd met behulp van een Portable batch System (PBS)-script door de High-Performance Research computers in het CenTOS-systeem. Een voorbeeld van een PBS-script wordt weergegeven in de aanvullende materialen. De gegevens naverwerking door de P4VASP-software in stap 3,3 en de figuur plot door de xmgrace-software in stap 3,4 worden uitgevoerd op een lokale computer (laptop of desktop) in het Ubuntu-systeem.

<table><tbody><tr><td>Nanotube Modeler</td><td>Ontwikkeld door Dr. Steffen Weber</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>Open source, beschikbaar op www.p4vasp.at</td></tr><tr><td>v2xsf</td><td>Ontwikkeld door Dr. Jens Kunstmann</td><td>v2xsf</td><td>http://theory.chm.tu-dresden.de/~jk/software.html</td></tr><tr><td>VASP software</td><td>Computational Materials Physics, Dept. of Physics, University of Vienna</td><td>vasp.5.4.1</td><td>https://www.vasp.at</td></tr><tr><td>VMD software</td><td>Theoretical and Computational Biophysics Group, University of Illinois at Urbana-Champaign</td><td>vmd1.9.3</td><td>https://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd</td></tr><tr><td>xcrysden</td><td>Dept. of Physical and Organic Chemistry, Jozef Stefan Institute</td><td>XCrySDen1.5.60</td><td>http://www.xcrysden.org/</td></tr><tr><td>Xmakemol</td><td>Ontwikkeld door M. P. Hodges</td><td>xmakemol5.16</td><td>https://www.nongnu.org/xmakemol/XmakemolDownloads.html</td></tr><tr><td>Xmgrace software</td><td>Grace Development Team onder de coördinatie van Evgeny Stambulchik</td><td>xmgrace5.1.25</td><td>http://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/</td></tr></tbody></table>

probe type ii band uitlijning in eendimensionale van der waals heterostructuren met behulp van berekeningen van de eerste principes

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

Computationele tools op basis van density-functionele theorie (DFT) maken het mogelijk om de kwalitatief nieuwe, experimenteel verkrijgbare nanoschaal verbindingen voor een gerichte toepassing te verkennen. Theoretische simulaties bieden een diepgaand inzicht in de intrinsieke elektronische eigenschappen van functionele materialen. Het doel van dit protocol is om foto katalysator kandidaten te zoeken op computationele dissectie. Fotokatalytische toepassingen vereisen geschikte band openingen, passende band rand posities ten opzichte van de redox potentials. Hybride functionals kunnen nauwkeurige waarden van deze eigenschappen bieden, maar zijn computationeel duur, terwijl de resultaten op de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) functioneel niveau effectief kan zijn voor het suggereren van strategieën voor bandstructuur engineering via elektrische veld-en trekspanning gericht op het verbeteren van de fotokatalytische prestaties. Om dit te illustreren, in het huidige manuscript, wordt de DFT gebaseerde simulatietool VASP gebruikt om de band uitlijning van nanocomposieten in combinaties van nanobuisjes en nanoribbons in de grondtoestand te onderzoeken. Om de levensduur van fotogegenereerde gaten en elektronen in de opgewonden toestand aan te pakken, zijn niet-adiabatische dynamiek berekeningen nodig.

Zigzag BN-NRs ingekapseld in fauteuil BN-NTs (11, 11) werden gekozen als representatieve voorbeelden voor een 1D vdW hetero structuur. De parameters van het rooster werden ontleend aan Sahin et al.20. Voor het gemak wordt zigzag NRs afgekort tot Zn, waarbij n de III-V Dimeren langs de breedte14vertegenwoordigt. De inkapings energie EL uit stap 2,3 werd gebruikt als een ruwe schatting voor de energetische stabiliteit van het nanocomposiet. De EL</s...

Berekeningen die worden uitgevoerd door het Vienna ab initio simulatie pakket kunnen worden gebruikt om de intrinsieke elektronische eigenschappen van nanoschaal materialen te identificeren en de potentiële watersplitsings fotokatalysatoren te voorspellen.

Probe type II band uitlijning in eendimensionale van der Waals Heterostructuren met behulp van berekeningen van de eerste principes

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

Dit protocol rapporteert een computationele screening van foto katalysator met type twee band uitlijning door de eerste principes Softwire enorme expressieve Calais, boor nitriet nanoribbons ingekapseld in nanobuisjes. En het nemen van andere voorbeelden. Stap één, optimaliseer de atoomstructuur.Bereid je voor op invoerbestanden voor de berekening van de structuurontspanning door grote, INCAR, POSCAR, POTCAR en KPOINTS. Er zijn opgegeven parameters in het bestand INCAR die de berekening definiëren. De lijn in het bestand INCAR ingesloten door blauwe doos, in het geval dat alle atomen worden ontspannen totdat de kracht op elk atoom is minder dan 0,028 per atoom.Het bestand POSCAR bevat de informatie over de atomaire geometrie. De initiële roosterparameters in het bestand, POSCAR kan worden gekozen uit de radicale of experimentele verwijzingen. Zoals aangegeven door oranje doos.KPOINTS definieert een KPOINT mesh en POSCAR is nog steeds het potentiële bestand genereert de initiële structuur van boor nitrieten nanoribbon voor POSCAR. Download poscar voor boor nitrites box unit van de website van The Materials Project. Ze gebruikten V2SXF om POSCAR om te zetten naar een bestand met SXF-indeling.Het SXF-bestand kan de juiste expressie zijn. Typ V2SXF POSCAR op nee in band twee systeem. En output POSCAR SXFGZ tab gunzi POSCAR, delta SXF-GZ.En output POSCAR SXF. We gebruiken xcrysden om supercel boornitriet te bouwen. Type xcrysden-sxf POSCAR.Xsf.Selecteer het menu, wijzig het aantal getekende ziekte en breid de stijl uit in de richting X en Y. Selecteer het menu, bestand. Sla XSF-structuur op om de supercelstructuur te exporteren.Gebruik xmakemol om de supercel te openen door xmakemol-f supercell te typen. Selecteer het menu en voeg het zichtbaar toe. Klik om te schakelen om de atomen in de variërend en cast nanoribbon met de gewenste breedte en chiraliteit vertraging.Boor nitrites nanobuis kan worden gebouwd door nanotube modeler, open nanotube modeler EXC in Window systeem. Selecteer het menu en selecteer type B-N. En geef de chiraliteit op.Selecteer het menu, bestand, sla XYZ-tabel op om deze structuur te exporteren. Gebruik VMD Southwire om de atoomstructuur te controleren voordat u begint met het maken van de berekeningstaak. Typ VMD op het interne VMD-systeem.In het geopende VMD hoofdvenster. Selecteer het menu, bestand, molecuul en vind de POSCAR via het bladervenster. Laad POSCAR op het type MAGE en de score POSCAR.Geef de structuur met verschillende stijlen weer in het venster tekenmethoden voor grafische voorstellingen. Kies bijvoorbeeld CPK. Elk atoom wordt vertegenwoordigd door een bol en elke band wordt vertegenwoordigd door een staak.Typ qsub-taak. pbs om de taak aan de computer voor te leggen. Klasse naar een script van draagbare batchsystemen.Dit is een voorbeeld van het script dat job.pbs noemde. Nadat de taak is voltooid, als de verhouding vereist nauwkeurigheid stoppen structuur energie minimalisering verschijnt aan het einde van de output lock. Het convergerende resultaat is een pend.De resulterende POSCAR zal worden gebruikt als een invoerbestand POSCAR voor de volgende berekeningen. Voor het analyseren van elektronische eigenschappen van materialen. Stap twee.Bereken de inkapselingsenergie. Type mkdir nanocomposiet geïsoleerd-nanoribbon geïsoleerd-nanobuis om qsub mappen te maken voor nanocomposiet, nanoribbon en nanobuis intern in Linux-systeem. Bereid een PBS script, taak.pbs en vier invoerbestanden INCAR, POSCAR, POTCAR en KPOINTS. Voor energie, berekening in elke map. Het invoerbestand POSCAR op dezelfde manier dat de structuur ontspant en car-formulieren telt.Ga naar elke map en typ qsub-taak. pbs op interne Linux-systeem. De reeks van gedekte banen zal de statische zelfconslevere energieberekeningen van nanocomposieten uitvoeren, isoleert nanoribbon, isoleert respectievelijk nanobuis.Volg vervolgens de totale energie van het bestand OUTCAR voor elk systeem back-up opdracht. Na het beëindigen van de statische zelfconsconstische berekeningen berekent u vervolgens de inkapselingsenergie zoals weergegeven in deze formule. De periodieke interactie van de nanocomposiet is toestaan Z-as en L is het roosterconstante van de eenheidscel, langs Z.De inkapselingsenergie kan worden gebruikt als een schatting voor de energetische stabiliteit van nanocomposiet.Stap drie, haal de elektronische eigenschappen uit de bandstructuur. Bereid een PBS, script taak. pbs en de zes invoerbestanden.INCAR, POSCAR, POTCAR, KPOINTS, CHGCAR en CHG. Voor band-berekeningen, zei ICHARG is gelijk aan 11 in INCAR. De pre-conversie CHGCAR en CHG-bestanden zijn van statische zelfconsseidige berekeningen.De KPOINT-sampling in KPOINTS bevindt zich in lijnmodus. Typ qsub-taak. pbs op interne Linux-systeem om de taak in te dienen.Gebruik p4vasprun om de geprojecteerde band te genereren. Laad vasprun. xml door p4v vasprun te typen.xml op terminal. Selecteer het menu, elektronische lokale DOS bands. Controle en selecteer vervolgens banden.Geef de atoomnummers van nanobuis op in de selectie van labelatomen. Krijg het atoomnummer door te wijzen naar de overeenkomstige atomen met behulp van VMD. Geef de kleur, het type en de grootte van het symbool op voor de geprojecteerde bandstructuur.Die menu's symbool en het symbool grootte. Druk op het menu, voeg nieuwe regel toe. De grafiek toont de bandstructuur met de bijdragen van nanobuis.Herhaal dan dezelfde procedure om geprojecteerde band te verzamelen met bijdragen van nanoribbon. Selecteer de optie menugrafiek exporteren. Exporteer de grafiek in het bestand met agr-indeling.Bijvoorbeeld, opgeslagen als 11-4.agr. Gebruik XM-cijfers om de geprojecteerde banden te identificeren. Type xmgrace11-4.agr op terminal om xmgrace te starten in menusysteem. Selecteer het menu, plot toegangseigenschappen om het label en het bereik van de assen te identificeren. Selecteer de handmatige plotsetweergave om de energiewaarde als opgegeven bandnummer en sleutelpunt te lezen.Release band maximum en de geleiding band minimum van nanobuis of nanoribbon kan worden recht van de geprojecteerde band met de bijdragen van nanobuis of nanoribbons respectievelijk. Bereken vervolgens de valence band offset, geleiding band offset en de band gap. Selecteer het menu, bestand, wijs de grafiek te exporteren met APS-indelingen.Bereken de band ontleden om de dichtheid voor VBM en CBM op te laden. Bereid een pbs, script baan. pbs en zeven invoerbestanden, INCAR, POSCAR, POTCAR, KPOINTS, WAVECAR, CHGCAR en CHG.Geef de bandnummers op voor CBM en VBM. Typ dan IBAND in INCAR. Gebruik de bijbehorende KPOINT voor elke bandrand.Het punt convergeert CHGCAR, CHG. En de WAVECAR bestanden, zijn van statische zelfconsconscentente berekeningen. Typ qsub-taak.pbs op interne Linux-systeem om de taak in te dienen. Gebruik VMD om VBM en CBM in de echte ruimte in te plotten nadat de klus is geklaard. Start een VMD-sessie en laad POSCAR.Selecteer het menu, bestand, nieuw molecuul in het hoofdvenster van VMD. Zoek het PARCHG via het bladervenster. Laad de PARCHG op het type, druk op en scoor PARCHG.Selecteer het menu, teken een vast oppervlak en toon een solide oppervlak in het grafische weergavevenster. Wijzig de ISO-waarde in een geschikte waarde, bijvoorbeeld 0,02. Wijzig de kleur van het ISO-oppervlak via de menukleurmethode.Stap vier, moduleer de elektronische eigenschappen van de nanocomposiet door externe velden. Voeg een transversale elektrische veld toe aan de nanocomposiet. Bereid een PBS, script taak.pbs en de vier invoerbestanden, INCAR, POSCAR, POTCAR en KPOINTS. Definieer de sterkte van het elektrische veld door de tag e-field in eenheden van eV Astrum. Set LDIPOL is gelijk aan T, set IDIPOL is gelijk aan 2.En het elektrische veld zal worden toegepast toestaan Y-as. Voer statische zelfconsconstische berekeningen en bandstructuurberekeningen uit, na stap twee en drie zonder structuuroptimalisatie. Voeg een lengtetest van sterkte toe aan de nanocomposiet, keten de roosterparameter langs de periodieke richting om het snaareffect te overwegen.Bijvoorbeeld, om het rooster parameter van nanocomposiet langs de as te optimaliseren is 2.5045 Astrum Als toegepast 1%en de axiale treksterkte langs de Z door middel van actie. Wijzig de roosterparameter in POSCAR in 2,529545 Astrum. Ontspan de structuur wijzigen na stap één, voer statische zelfconsseinen en bandbreedteberekeningen uit, na stap twee en drie.Representatieve resultaten. De inkapselingsenergie kan worden gebruikt als een ruwe schatting voor de energetische stabiliteit van de nanocomposiet. De inkapseling energie van boornitriet nanoribbons, een 2, een 3, en een 4 ingekapseld in de boor nitriet nanobuis 11, 11 zijn 0,033 eV Astrum, 0,068 eV Astrum en 0131 eV Astrum respectievelijk.Hoewel de inkapseling energie varieert door een orde van grootte met de nanoribbon grootte, alle drie nanocomposieten aanwezig type twee band uitlijning. Dit is een bandstructuur van boornitriet en nanoribbons, een vier ingekapseld in de boornitriet nanobuis, 11, 11. Valence band maximum en de geleiding band minimum gelegen op nanobuis en nanoribbon respectievelijk.De gespreide band uitlijning is gunstig voor lichtstromen aan het belangrijkste mechanisme van lading vervoer is als volgt. De foto genereert elektrische ad romp in nanoribbons op de X punt. Dan scheidt het geheel van nanoribbons tot nanobuis.De berekende valence band offset is 317 micro eV. Het is groter dan de thermische energie op 300 Kelvins, dat is ongeveer 13 micro-eV. Dit vermindert effectief de recombinatie snelheid van foto-gegenereerde dragers.Om de lichtoogst door een breed spectrum te verbeteren, worden dit elektrische veld en de lengtegetrokken treksterkte toegepast op boornitrietnlinten, een vier ingekapseld in de boornitriet nanobuis, 11, 11. Dit is de evolutie van bandranden ten opzichte van het vacuümniveau en reageert op geen veld. Een aanzienlijke gap reductie tot bijna 0,95 eV wordt waargenomen in deze nanocomposiet door beide externe velden.Wat nog belangrijker is, wordt de gespreide banduitlijning behouden tegen diffuus. De redox potentials van water worden gekenmerkt door de blauwe stippellijnen. De bandranden zijn relatief ten opzichte van de redox potentialen geven aan dat een dergelijke nanocomposiet kan veelbelovend zijn voor het splitsen van water. Conclusie.Het is snel en efficiënt om een computationele screening benadering te gebruiken om laagdimensionale materialen te ontdekken die eigenschappen bezitten die geschikt zijn voor solo watersplitsing. Zo'n eendimensionaal systeem kan voorstellen om een foto-katalated waterstof generatie en veilige capsule stijl te bereiken te integreren. De foto-gegenereerde elektronen kunnen worden verzameld door nanoribbon, protonen dringen door de nanobuis om waterstofmolecuul te genereren die wordt vergezeld door elektrostatische aantrekkingskracht.De geproduceerde waterstof is volledig geïsoleerd in de nanobuis om ongewenste omgekeerde reactie of explosie te voorkomen. De eerste principes berekeningen zal onderschatten de kloof status met behulp van de PPE functioneel. Maar ze kunnen de essentiële trends in band alignment en band offsets vastleggen.Meer nauwkeurige waarden van valence band offset, geleiding band offset en de band kloof nodig zijn in vergelijking met experimenteel werk, functioneel werken zou eerder worden gebruikt, die tijdrovend zal zijn dan PPE functie. Naast het aanpakken van de levensduur van foto gegenereerde rompen en elektrische in statische staten nano diabetici ontkennen me een aantal berekeningen die nodig zijn. Dit is belangrijk om foto-katalysatoren te ontwerpen met een lange levensduur carrière.

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Wanordelijke structuren bieden nieuwe mechanismen voor de vorming van fotonische bandgaps en ongekende vrijheid in functionele gebreken ontwerpen. De computationele uitdagingen van wanordelijke systemen omzeilen, construeren we modulaire macroscopische monsters van de nieuwe klasse van PBG materialen en gebruik microgolven karakteriseren de omvang invariante fotonische eigenschappen op een eenvoudige en goedkope wijze.

Met behulp van Magnetron en Macroscopische Monsters van diëlektrische Solids aan de Photonic Eigenschappen van Disordered fotonische bandgap Materials Bestudeer

Het gebruik van elektronenkanaliseringscontrastbeeldvorming in een rasterelektronenmicroscoop om defecten in III-V/Si heteroexpitaxiaal dunne films te karakteriseren, wordt beschreven. Deze methode levert vergelijkbare resultaten op als transmissie-elektronenmicroscopie met vlakbeeld, maar in aanzienlijk minder tijd vanwege het ontbreken van vereiste monstervoorbereiding.

Electron Channeling Contrast Imaging voor Rapid III-V hetero karakterisatie

Dunne lagen (100-1000 Å) van vanadium kooldioxide (VO2) werden gemaakt door atomische laag depositie (ALD) op saffier substraten. Na dit, de optische eigenschappen werden gekenmerkt door de metaal-isolator overgang van VO2. Van de gemeten optische eigenschappen, is een model gemaakt om te beschrijven de afstembare brekingsindex van VO2.

Atomische laag depositie van Vanadium kooldioxide en een temperatuur-afhankelijke optische Model

In deze paper presenteren we een protocol toe direct een epitaxiale nog flexibele leiding zirkonium titanate geheugen element op muscoviet mica.

Een fabricage- en meetmethode voor een flexibele ferroelektrische Element op basis van Van Der Waals Heteroepitaxy

Quantum integrated circuits (QICs) bestaande uit array van planaire en ballistische Josephson-kruisingen (JJs) op basis van0,75ga0,25als tweedimensionaal ELEKTRONEN gas (2deg) wordt gedemonstreerd. Twee verschillende methoden voor de fabricage van de tweedimensionale (2D) JJs en QICs worden besproken, gevolgd door de demonstratie van Quantum Transport metingen in sub-Kelvin temperaturen.

Schaalbare Quantum geïntegreerde schakelingen op supergeleidend tweedimensionaal elektronen Gasplatform

Met eenassige stam gecombineerd met de spin-gepolariseerde scanning tunneling microscopie, wij visualiseren en manipuleren van de antiferromagnetic domeinstructuur van Fe1 + yTe, de bovenliggende compound van ijzer gebaseerde supergeleiders.

Visualiseren van eenassige-stam manipulatie van Antiferromagnetic domeinen in Fe1 +YTe gebruiken een Spin-gepolariseerde Scanning Tunneling Microscoop

In dit werk beschrijven we een techniek die wordt gebruikt om nieuwe kristallen (van der Waals heterostructures) te maken door het stapelen van ultradunne gelaagde 2D-materialen met nauwkeurige controle over positie en relatieve oriëntatie.

Van der Waals Heterostructures met precieze rotatie uitlijning

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor het analyseren van nanostructurele veranderingen tijdens in situ biasing met transmissie elektronenmicroscopie (TEM) voor een gestapelde metaal-isolator-metaalstructuur. Het heeft belangrijke toepassingen in resistieve schakelbalken voor de volgende generatie programmeerbare logische circuits en neuromimicking hardware, om hun onderliggende werkingsmechanismen en praktische toepasbaarheid te onthullen.

In Situ Transmission Electron Microscopy met biasing en fabricage van asymmetrische dwarsbalken op basis van gemixte a-VOx

Dit artikel presenteert een geoptimaliseerd, op ervaring gebaseerd protocol voor het vervaardigen van hoogwaardige op grafeen gebaseerde moiré-superroosterapparaten met nauwkeurige draaihoeken, met behulp van een aangepaste droge overdrachtstechniek op basis van een zeer afstembare, op maat gemaakte overdrachtsopstelling.

Geoptimaliseerde fabricageprocedure voor hoogwaardige Moiré Superlattice-apparaten op basis van grafeen

Deze studie presenteert een residuvrije fabricagemethodologie voor het produceren van enkele vlokken van tweedimensionale materialen en het samenvoegen ervan tot complexe heterostructuren met alleen van der Waals-interacties. De techniek elimineert de noodzaak van externe stoffen en specifieke experimentele omstandigheden, waardoor complexe heterostructuurassemblages mogelijk zijn door middel van bottom-up, top-down en modulaire stapelprocessen.

Residuvrije fabricage van van der Waals heterostructuren van tweedimensionale materialen

We presenteren een reproduceerbaar rekmodulatie-piëzoreflectantiespectroscopieprotocol dat meting van ΔR/R met lock-in detectie voor van der Waals-kristallen die op piëzokeramieken zijn overgebracht, mogelijk maakt, en resulteert in karakterisering van directe optische overgangen via ΔR/R-spectra met behulp van derde-afgeleide fitting met de Aspnes-formule.

Piëzoreflectantiespectroscopie van optische overgangen in van der Waals-gelaagde kristallen

Ontdek een computationele screeningsmethode voor fotokatalysatoren met type-II-banduitlijning met behulp van berekeningen van de eerste principes. Deze aanpak optimaliseert de atoomstructuur van boron-nitride-nanoribbons in nanobuizen.

Probe type II band uitlijning in eendimensionale van der Waals Heterostructuren met behulp van berekeningen van de eerste principes (Video) | JoVE Journal

Probe type II band uitlijning in eendimensionale van der Waals Heterostructuren met behulp van berekeningen van de eerste principes

Meer video's verkennen