Расчет энергии образования и вероятностей трансформации некоторых собственных дефектов в гексагональном нитриде бора

Авторы

Искандер Ильдарович Янибеков Санкт-Петербургский государственный университет https://orcid.org/0009-0003-4400-0168
Юрий Владимирович Петров Санкт-Петербургский государственный университет https://orcid.org/0000-0003-3084-3677

DOI:

https://doi.org/10.33910/2687-153X-2024-5-4-215-220

Ключевые слова:

дефекты в гексагональном нитриде бора, DFT, вакансия бора, вакансия бора с антиструктурным дефектом, трансформация дефектов

Аннотация

Гексагональный нитрид бора (h-BN) интересен потенциалом применения в электронике и, в частности, в создании однофотонных источников. В данной работе изучаются некоторые свойства дефектов, а именно вакансии бора (V_B) и вакансии азота с антиструктурным дефектом (N_BV_N) в различных зарядовых состояниях. Рассчитываются методом функционала плотности (DFT) энергии образования дефектов, оцениваются вероятности переходов между ними и вычисляются необходимые для трансформации температуры отжига h-BN.

Библиографические ссылки

Cassabois, G., Valvin, P., Gil, B. (2016) Hexagonal boron nitride is an indirect bandgap semiconductor. Nature Photonics, 10 (4), 262–266. https://doi.org/10.1038/nphoton.2015.277 (In English)

Dean, C. R., Young, A. F., Meric, I. et al. (2010) Boron nitride substrates for high-quality graphene electronics. Nature Nanotechnology, 5 (10), 722–726. https://doi.org/10.1038/nnano.2010.172 (In English)

Freysoldt, C., Neugebauer, J., van de Walle, C. G. (2011) Electrostatic interactions between charged defects in supercells. Physica Status Solidi B, 248 (5), 1067–1076. https://doi.org/10.1002/pssb.201046289 (In English)

Geick, R., Perry, C. H., Rupprecht, G. (1966) Normal modes in hexagonal boron nitride. Physical Review, 146 (2), article 543. https://doi.org/10.1103/PhysRev.146.543 (In English)

Grosso, G., Moon, H., Lienhard, B. et al. (2017) Tunable and high-purity room temperature single-photon emission from atomic defects in hexagonal boron nitride. Nature Communications, 8 (1), article 705. https://doi.org/10.1038/s41467-017-00810-2 (In English)

Larsen, A. H., Mortensen, J. J., Blomqvist, J. (2017) The atomic simulation environment—a Python library for working with atoms. Journal of Physics: Condensed Matter, 29 (27), article 273002. https://doi.org/10.1088/1361-648X/aa680e (In English)

Lindgren, P., Kastlunger, G., Peterson, A. A. (2019) Scaled and dynamic optimizations of nudged elastic bands. Journal of Chemical Theory and Computation, 15 (11), 5787–5793. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.9b00633 (In English)

Liu, G-L., Wu, X-Y., Jing, P-T. et al. (2024) Single photon emitters in hexagonal boron nitride fabricated by focused helium ion beam. Advanced Optical Materials, 12 (9), article 2302083. https://doi.org/10.1002/adom.202302083 (In English)

Mortensen, J. J., Larsen, A. H., Kusima, M. et al. (2024) GPAW: An open python package for electronic structure calculations. The Journal of Chemical Physics, 160 (9), article 092503. https://doi.org/10.1063/5.0182685 (In English)

Pazos, S., Shen, Y., Zhang, H. et al. (2024) Memristive circuits based on multilayer hexagonal boron nitride for millimetre-wave radiofrequency applications. Nature Electronics, 7 (7), 557–566. https://doi.org/10.1038/s41928-024-01192-2 (In English)

Perdew, J. P., Burke, K. Ernzerhof, M. (1996) Generalized gradient approximation made simple. Physical Review Letters, 77 (18), 3865–3868. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865 (In English)

Petrov, Yu. V., Gogina, O. A., Vyvenko, O. F. et al. (2023) Effect of combined ion and electron irradiation on 2 eV luminescence band in hexagonal boron nitride. Technical Physics, 68 (7), 856–862. https://doi.org/10.61011/TP.2023.07.56627.62-23 (In English)

Tran, T. T., Bray, K., Ford, M. J. et al. (2016) Quantum emission from hexagonal boron nitride monolayers. Nature Nanotechnology, 11 (1), 37–41. https://doi.org/10.1038/NNANO.2015.242 (In English)

Venturi, G., Chiodini, S., Melchioni, N. et al. (2024) Selective generation of luminescent defects in hexagonal boron nitride. Laser & Photonics Reviews, 18 (6), article 2300973. https://doi.org/10.1002/lpor.202300973 (In English)

Weston, L., Wickramaratne, D., Mackoit, M. et al. (2018) Native point defects and impurities in hexagonal boron nitride. Physical Review B, 97 (21), article 214104. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.214104 (In English)

Загрузки

7-5-4_Yanibekov, Petrov

Опубликован

2024-12-20

Выпуск

Том 5 № 4 (2024)

Раздел

Physics of Semiconductors

Лицензия

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.

Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.