Компьютерное моделирование силиценового анода на подложке из карбида кремния

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом молекулярной динамики исследованы структуры двухслойного силицена и поддерживающей его пленки 4H-модификации карбида кремния, выполняющих роль анода литий-ионного аккумулятора. Поведение такого комбинированного анода рассмотрено в условиях его вертикального заполнения литием. В листах силицена присутствовали вакансионные дефекты в виде би-, три- и гексавакансий. Ионы лития, направляемые перпендикулярно плоскости силицена, осаждались на листах силицена, оставались в силиценовом канале и частично проникали на поверхность подложки. Вертикальные смещения атомов в верхнем листе силицена после интеркаляции лития существенно превосходили соответствующие смещения в нижнем листе, соприкасающемся с подложкой. Построение многогранников Вороного отдельно для Si- и C-подсистем карбида кремния позволило выявить структурные особенности каждой из подсистем исследуемой двумерной слоистой структуры.

Об авторах

А. Е. Галашев

Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук; Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина

Автор, ответственный за переписку.
Email: galashev@ihte.uran.ru
Россия, Екатеринбург; Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Galashev A.Y., Ivanichkina K.A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2019. V. 21. № 23. P. 12310; https://doi.org/10.1039/C9CP01571J
  2. Galashev A., Ivanichkina K., Katin K., Maslov M. // Computation. 2019. V. 7. P. 60; https://doi.org/10.3390/computation7040060Y
  3. Yang Y., Ren J.G., Wang X. et al. // Nanoscale. 2013. V. 5. № 18. P. 8689; https://doi.org/10.1039/C3NR02788K
  4. Qi C., Li S., Yang Z. et al. // Carbon. 2022. V. 186. P. 530; https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.10.062
  5. Chang X.H., Li W., Yang J.F. et al. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. № 7. P. 3522; https://doi.org/10.1039/C4TA06334A
  6. Kumari T.S., Jeyakumar D., Kumar T.P. // RSC Adv. 2013. V. 3. № 35. P. 15028; https://doi.org/10.1039/C3RA40798E
  7. Peng Q., Wen X.-D., De S. // Ibid. 2013. V. 3. P. 13772; https://doi.org/10.1039/C3RA41347K
  8. Yoo S.H., Lee B., Kang K. // Nanotechnology. 2021. V. 32. № 29. P. 295702; https://doi.org/10.1088/1361-6528/abf26d
  9. Wortman J.J., Evans R.A. // J. Appl. Phys. 1965. V. 36. P. 153; https://doi.org/10.1063/1.1713863
  10. Galashev A.E., Rakhmanova O.R., Ivanichkina K.A., Zaikov Y.P. // Lett. Mater. 2018. V. 8. № 4. P. 463; https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-4-463-467
  11. Galashev A.Y., Ivanichkina K.A., Rakhmanova O.R. // Comput. Mater. Sci. 2021. V. 200. P. 110771; https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2021.110771
  12. Galashev A.Y. // Sol. St. Ionics 2020. V. 357. P. 115463; https://doi.org/10.1016/j.ssi.2020.115463
  13. Галашев А.Е., Рахманова О.Р., Исаков А.В. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 7. С.72; https://doi.org/10.1134/S1990793120060044
  14. Галашев А.Е., Рахманова О.Р., Зайков Ю.П. // ФТТ. 2016. Т. 58. № 9. С. 1786; http://elibrary.ru/item.asp?id=27368752
  15. Галашев А.Е., Рахманова О.Р. // Теплофизика высоких температур. 2016. Т. 54. № 1. С. 13; https://doi.org/10.7868/S0040364415050129
  16. Galashev A.Y., Ivanichkina K.A., Vorob’ev A.S. et al. // Intern. J. Hydr. Ener. 2021. V. 46. № 32. P. 17019; https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.11.225
  17. Galashev A.Y. // Intern. J. Comp. Methods. 2021. V. 18. № 09. P. 2 150 032; https://doi.org/10.1142/S0219876221500328
  18. Галашев А.Е., Рахманова О.Р., Катин К.П., Маслов М.М., Зайков Ю.П. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 11. С. 80; https://doi.org/10.31857/S0207401X20110047
  19. Гришин М.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 7. С. 63; https://doi.org/10.31857/S0207401X20070067
  20. Дохликова Н.В., Гатин А.К., Сарвадий С.Ю. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 7. С. 67; https://doi.org/10.31857/S0207401X21070025
  21. Zhang H.T., Xu H. // Sol. St. Ionics. 2014. V. 263. P. 23; https://doi.org/10.1016/j.ssi.2014.04.020
  22. Hu Y.W., Liu X.S., Zhang X.P. et al. // Electrochim. Acta. 2016. V. 190. P. 33; https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.12.211
  23. Shiratani M., Kamataki K., Uchida G. et al. // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2014. V. 1678. P. 7; https://doi.org/10.1557/opl.2014.742
  24. Rajapakse M., Karki B., Abu U.O. et al. // Npj 2D Mater. Appl. 2021. V. 5. P. 30; https://doi.org/10.1038/s41699-021-00211-6
  25. Nuruzzaman Md., Ariful Islam M., Ashraful Alam M., Hadi Shah M.A., Tanveer Karim A.M.M. // Intern. J. Eng. Res. Appl. 2015 V. 5. № 5. P. 48; ISSN: 2248-9622 (electronic)
  26. Kawahara K., Shirasawa T., Arafune R. et al. // Surf. Sci. 2014. V. 623. P. 25; https://doi.org/10.1016/j.susc.2013.12.013
  27. Галашев А.Е., Иваничкина К.А. // ЖФХ. 2019. Т. 93. № 4. С. 601; https://doi.org/10.1134/S0044453719040137
  28. Galashev A.Y., Ivanichkina K.A. // ChemElectroChem. 2019. V. 6. № 5. P. 1525; https://doi.org/10.1002/celc.201900119
  29. Galashev A.Y., Ivanichkina K.A. // J. Electrochem. Soc. 2018. V. 165. № 9. P. A1788; https://doi.org/10.1149/2.0751809jes
  30. Галашев А.Е., Рахманова О.Р., Иваничкина К.А. // ЖСХ. 2018. Т. 59. № 4. С. 914; https://doi.org/10.1134/S0022476618040194
  31. Galashev A.Y., Ivanichkina K.A., Katin K.P., Maslov M.M. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 22. P. 13 207; https://doi.org/10.1021/acsomega.0c01240
  32. Tersoff J. // Phys. Rev. B. 1988. V. 38. № 14. P. 9902; https://doi.org/10.1103/PhysRevB.38.9902
  33. Fang T.-E., Wu J.-H. // Comput. Mater. Sci. 2008. V. 43. № 4. P. 785; https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.01.066
  34. Song M.K., Hong S.D., Kyoung T.N. // J. Electrochem. Soc. 2001. V. 148. № 10. P. A1159; https://doi.org/10.1149/1.1402118
  35. Pan Y., Gover Y.A. // J. Phys. Commun. 2018. V. 2. № 11. P. 115026; https://doi.org/10.1088/2399-6528/aae2ec
  36. Plimpton S. // J. Comput. Phys. 1995. V. 117. № 1. P. 1; https://doi.org/10.1006/jcph.1995.1039
  37. Галашев А.Е., Иваничкина К.А. // ФТТ. 2019. Т. 61. № 2. С. 365; https://doi.org/10.1134/S1063783419020136
  38. Zhao K., Tritsaris G.A., Pharr M. et al. // Nano Lett. 2012. V. 12. № 8. P. 4397; https://doi.org/10.1021/nl302261w
  39. Kushima A., J. Huang Y., Li J. // ACS Nano. 2012. V. 6. № 11. P. 9425; https://doi.org/10.1021/nn3037623
  40. Levitas V.I., Attariani H. // Sci. Rep. 2013. V. 3. P. 1615; https://doi.org/10.1038/srep01615
  41. Sukharev V., Zschech E., Nix W.D. // J. Appl. Phys. 2007. V. 102. № 5. P. 053505; https://doi.org/10.1063/1.2775538
  42. Gao Y.F., Cho M., Zhou M. // J. Mech. Sci. Technol. 2013. V. 27. P. 1205; https://doi.org/10.1007/s12206-013-0401-7
  43. Bucci G., Nadimpalli S.P.V., Sethuraman V.A., Bower A.F., Guduru P.R. // J. Mech. Phys. Sol 2014. V. 62. P. 276; https://doi.org/10.1016/j.jmps.2013.10.005
  44. Chakraborty J., Please C. P., Goriely A., Chapman S.J. // Intern. J. Sol. Struct. 2015. V. 54. P. 66; https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2014.11.006
  45. Mortazavia B., Dianatb A., Cunibertib G., Rabczuka T. // Electrochim. Acta. 2016. V. 213. P. 865. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.08.027
  46. Calcagno L., Musumeci P., Roccaforte F., Bongiorno C., Foti G. // Appl. Surf. Sci. 2001. V. 184. № 1–4. P. 123; https://doi.org/10.1016/S0169-4332(01)00487-1

Дополнительные файлы


© А.Е. Галашев, 2023