Заключение. Ab initio изучение адсорбции атомов W, N и O на поверхности TiB2(0001)

титан нестехиометрический теплопроводность

Используя первопринципные расчеты на основе теории функционала плотности мы изучили энергию адсорбции вольфрама (азота, кислорода), локальную атомную структуру, термодинамические и электронные свойства нестехиометрических систем R/Ti_xB_2-y(0001) (R= W, N, O) для разных реконструкций поверхности в сопоставлении со стехиометрическими системами R/TiB₂(0001). Нами рассмотрены более тридцати реконструкций поверхности диборида титана, обусловленных схемой расположения на ней адсорбата. Впервые показано, что адсорбция вольфрама (азота, кислорода) на малодефектных поверхностях Ti_xB_2-y(0001) в разных связывающих позициях приводит к существенной перестройке локальной атомной структуры и зонного энергетического спектра. Дальнейшие исследования процессов хемосорбции рассмотренных систем обеспечат прогресс в атомистическом понимании механизмов формирования наноструктур на поверхности керамик после воздействия лазерной плазмы.

Литература

• 1. Bates S.E., et al. Synthesis of titanium boride TiB₂ nanocrystallites by solution-phase processing // Journal of Materials Research. 1995. № 10(10). pp. 2599−2612.
• 2. Basu B., Raju G., and Suri A. Processing and properties of monolithic TiB₂ based materials // International Materials Reviews. 2006. № 51(6). pp. 352−374.
• 3. Mayrhofer P., et al. Self-organized nanocolumnar structure in superhard TiB₂ thin films // Applied Physics Letters. 2005. № 86(13). p. 131 909.
• 4. Лянгузов Н. В., Дрюков А. Г., Кайдашев Е. М.,. Галий И. В. Получение и исследование морфологии массивов микрои наностержней ZnO на подложках Si с пленочным подслоем ZnO // Инженерный вестник Дона, 2011, № 4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2011/522.
• 5. Несветаев Д. Г., Кайдашев Е. М., Пузиков А. С., Импульсное лазерное напыление ZnO наноструктур // Инженерный вестник Дона, 2013, № 4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/1885.
• 6. Topor L. and Kleppa O.J., Enthalpies of formation of first-row transition-metal diborides by a new calorimetric method // The Journal of Chemical Thermodynamics. 1985. № 17(11). pp. 1003−1016.
• 7. P. Giannozzi, et al. QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. № 21. p. 395 502 .
• 8. Ruberto C. and Lundqvist B.I., Nature of adsorption on TiC (111) investigated with density-functional calculations // Physical Review B. 2007. № 75(23). p. 235 438.
• 9. Lцwdin P.-O., On the Nonorthogonality Problem*, in Advances in Quantum Chemistry. Academic Press. 1970. pp. 185−199.
• 10. Han Y., et al. Electronic and bonding properties of TiB₂ // Journal of Alloys and Compounds. 2007. № 438. pp. 327−331.
• 11. Clementi E., Raimondi D., Reinhardt W. Atomic screening constants from SCF functions. II. Atoms with 37 to 86 electrons // The Journal of Сhemical Physics, 1967. № 47(4). pp. 1300−1307.
• 12. Magnuson M., et al. Bonding mechanism in the nitrides Ti₂AlN and TiN: an experiment and theoretical investigation // Physical Review B. 2007. № 76. p. 195 127
• 13. Ilyasov V.V., et al. Adsorption of atomic oxygen, electron structure and elastic moduli of TiC (0 0 1) surface during its laser reconstruction: Ab initio study // Appl. Surf. Sci. 2015. № 351. pp. 433−444.
• 14. Shuyin Y., et al. Phase stability, chemical bonding and mechanical properties of titanium nitrides: a first-principles study // Phys. Chem. Chem. Phys., 2015. № 17. pp. 11 763−11 769.
• 15. Локтев Д., Ямашкин Д. Основные виды износостойких покрытий // Наноиндустрия. 2007. № 5. С. 24−30.