ibcp_zipopov_202208.pdf

• Попов Захар Иванович, Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, с.н.с.

Проведено комплексное теоретическое исследование новых двумерных наноструктур в системах Mo-X, где X=S, Te и M-X, где M=V, W; X=S, Se, Te, при помощи эволюционного алгоритма, реализованного в программном пакете USPEX с использованием теории функционала электронной плотности (DFT) для расчета полной энергии структур-кандидатов в процессе поиска. Был предсказан ряд двумерных структур и описаны их электронные свойства. Показано, что структуры Mo₅Te₂, VS, V₃S, V₃S₂, VTe₈ проявляют металлические свойства, а W₃S₅, W₅Te₂ и V₃S₄ являются полупроводниками. Помимо термодинамически стабильных структур в системе Mo-S, был предсказан новый метастабильный монослой Mo₃S₄, обладающий металлическими характеристиками. Исследование латеральной гетероструктуры с полупроводниковой H фазой MoS₂ продемонстрировало перспективность этого материала для создания контактов c полупроводниковой фазой MoS₂, благодаря схожему значению параметров кристаллической решетки. Рассчитанный спектр экстинкции для найденных фаз W₃S₅ и W₅Te₂ показал, что данные структуры имеют широкую полосу поглощения в видимом диапазоне спектра, что делает эти материалы перспективными кандидатами также для применения в фотовольтаике и солнечной энергетике. Исследование сорбционных свойств и изменения электронной структуры V₃S₄ показало, что предсказанный монослой V₃S₄ является перспективным в области сенсорных применений для детекции оксидов азота NO₂ и NO.

• Sukhanova E.V. et al. 2D-Mo3S4 phase as promising contact for MoS2 // Applied Surface Science. 2022. Vol. 589. P. 152971.
• Sukhanova E.V. et al. Map of Two-Dimensional Tungsten Chalcogenide Compounds (W–S, W–Se, W–Te) Based on USPEX Evolutionary Search // Jetp Lett. 2022. Vol. 115, № 5. P. 292–296.
• Chepkasov I.V. et al. Computational Design of Gas Sensors Based on V3S4 Monolayer // Nanomaterials. 2022. Vol. 12, № 5. P. 774.
• Popov Z.I., Sukhanova E.V., Kvashnin D.G. Metallocene inspired 2D metal intercalated carbon allotropes: Stability and properties via DFT calculations // Carbon. 2021. Vol. 184. P. 714–720.