Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2025, выпуск 5 » Статья стр. 1049
<<<>>>
Развитие подхода к параметризации метода SCC DFTB для переходных металлов на примере оксида меди
Колесниченко П.А.1, Глухова О.Е.1,2
1Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
2Первый государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, Россия
Email: glukhovaoe@info.sgu.ru
Поступила в редакцию: 26 декабря 2024 г.
В окончательной редакции: 26 декабря 2024 г.
Принята к печати: 26 декабря 2024 г.
Выставление онлайн: 24 апреля 2025 г.
PDF версия
Развит физико-математический инструментарий параметризации метода функционала плотности с самосогласованием поля по заряду в приближении сильной связи (SCC DFTB) путем совершенствования алгоритма создания нового набора базисных функций Слэйтера-Костера. Цель развития инструментария - повышение точности теоретического прогнозирования физических свойств наноструктур. Эффективность совершенствованного алгоритма параметризации метода SCC DFTB продемонстрирована на примере оксида меди (CuO). Полученный набор базисных функций Слэйтера-Костера демонстрирует явные преимущества перед известным набором matsci-0-3: более точное воспроизведение метрических параметров кристаллической решетки (длин межатомных связей и векторов трансляций) - на основании сравнения с надежными данными экспериментальных исследований; соответствие между рассчитанной и экспериментально установленной шириной запрещенной зоны; соответствие рассчитанной электропроводности кристалла экспериментальным данным. Ключевые слова: SCC DFTB, оксид меди, параметры Слэйтера-Костера, квантовый транспорт.
  1. S. Steinhauer. Chemosensors, 9, 51 (2021). DOI: 10.3390/chemosensors923-271
  2. D. Nunes, A. Pimentel, A. Goncalves, S. Pereira, R. Branquinho, P. Barquinha, E. Fortunato, R. Martins. Semicond. Sci. Technol., 34, 043001 (2019). DOI: 10.1088/1361-6641/ab011e
  3. P.T. Moseley. Meas. Sci. Technol., 28, 082001 (2017). DOI:10.1088/1361-6501/aa7443
  4. H.J. Kim, J.H. Lee, Sens. Actuators B Chem., 192, 607 (2014). DOI: 10.1016/j.snb.2013.11.005
  5. A.S. Zoolfakar, R.A. Rani, A.J. Morfa, A.P. O'Mullane, K. Kalantar-zadeh. J. Mater. Chem. C, 2, 5247 (2014). DOI: 10.1039/C4TC00345D
  6. Q. Zhang, K. Zhang, D. Xu, G. Yang, H. Huang, F. Nie, C. Liu, S. Yang. Prog. Mater. Sci., 60, 208 (2014). DOI: 10.1016/j.pmatsci.2013.09.003
  7. S. Zhaoxiang, R.I. Sosa, S.P.A. Bordas, A. Tkatchenko, J. Lengiewicz. Intern. J. Eng. Sci., 204, 104126 (2024). DOI: 10.1016/j.ijengsci.2024.104126
  8. M. Damej, A. Molhi, H. Lgaz, R. Hsissou, J. Aslam, M. Benmessaoud, N. Rezki, H-S. Lee, D-E. Lee. J. Molecular Structure, 1273 134232 (2023). DOI: 10.1016/j.molstruc.2022.134232
  9. Y. Han, L. Wu, Z. Wang, S. Wang, Z. Qian. Mater. Today Commun., 34, 105233 (2023). DOI: 10.1016/j.mtcomm.2022.105233
  10. T. Minami, Y. Nishi, T. Miyata, J.I. Nomoto. Appl. Phys. Express, 4, (2011). DOI: 10.1143/APEX.4.062301
  11. N. Serin, T. Serin, S. Horzum, Y. Celik. Semicon. Sci. Technol., 20, 398 (2005). DOI:10.1088/0268-1242/20/5/012
  12. P. Sawicka-Chudy, M. Sibinski, G. Wisz, E. Rybak-Wilusz, M. Cholewa. J. Phys.: Conf. Ser., 1033 012002 (2018). DOI:10.1088/1742-6596/1033/1/012002
  13. J.-Y. Parka, C.-S. Kimb, K. Okuyamac, H.-M. Leed, H.-D. Jange, S.E. Leef, T.-O. Kima. J. Power Sources, 306, 764 (2016). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2015.12.087
  14. M. Ichimura, Y. Kato. Mater. Sci. Semicond. Process., 16 (6), 1538 (2013). DOI: 10.1016/j.mssp.2013.05.004
  15. N.J. Zainab, A.M. Hussein, M. Mahbubur Rahman, А. Amri, Zh.-T. Jiang. Canadian J. Phys., 102 (5), 316 (2024). ISSN 0008-4204, DOI: 10.1139/cjp-2023-0241
  16. M. Nolan, S. Elliott. Phys. Сhem. Сhem. Рhys.: PCCP, 8, 5350-8 (2006). DOI: 10.1039/b611969g
  17. H. Liu, G. Seifert, C. Di Valentin. J. Chem. Phys., 150 (9), 094703 (2019). DOI: 10.1063/1.5085190
  18. G. Zheng, S. Irle, K. Morokuma. Chem. Phys. Lett., 412 (1-3), 210 (2005). DOI: 10.1016/j.cplett.2005.06.105
  19. S. Manzhos. Chem. Phys. Lett., 643, 16 (2016). DOI: 10.1016/j.cplett.2015.11.007
  20. N. Jardillier, Ph.D. Thesis. Universite Montpellier II, (2006). http://nicolas.jardillier.free.fr. (access date: 10.11.2024)
  21. E. Rauls, R. Gutierrez, J. Elsner, Th. Frauenheim. Sol. State Comm., 111, 459 (1999). DOI: 10.1016/S0038-1098(99)00137-4
  22. M. Gaus, Q. Cui, M. Elstner. J. Chem. Theory Comput., 7, 931 (2011). DOI: 10.1021/ct100684s
  23. M. Kubillus, T. Kubavr, M. Gaus, J. vRezavc, M. Elstner. J. Chem. Theory Comput., 11, 332 (2015). DOI: 10.1021/ct5009137
  24. Электронный ресурс. Режим доступа: https://dftb.org/ (Дата обращения: 13.11.2024)
  25. P. Koskinen, V. Makinen. Comput. Mater. Sci., 47, 237 (2009). DOI: 10.48550/arXiv.0910.5861
  26. M. Wahiduzzaman, A.F. Oliveira, P. Philipsen, L. Zhechkov, E. van Lenthe, H.A. Witek, T. Heine. J. Chem. Theory Comp., 9 (9), 4006 (2013). DOI:10.1021/ct4004959
  27. G. Kresse, D. Joubert. Phys. Rev., 59, 1758 (1999). DOI: 10.1103/PhysRevB.59.1758
  28. T. Frauenheim, G. Seifert, M. Elstner, Z. Hajnal, G. Jungnickel, D. Porezag, S. Suhai, R.A. Scholz. Phys. Status Solidi B, 217, 41 (2000). DOI: 10.1002/(SICI)1521-3951(200001)217:1<41::AID-PSSB41>3.0.CO;2-V
  29. J.C. Slater, G.F. Koster. Phys. Rev., 94 (6), 1498 (1954). DOI:10.1103/physrev.94.1498
  30. Y. Di, Q. Zongyang, L. Pai, L. Zhenyu. Acta Phys. Chim. Sin., 34 (10), 1116 (2018). DOI: 10.3866/PKU.WHXB201801151
  31. B. Grundkotter-Stock, V. Bezugly, J. Kunstmann, G. Cuniberti, T. Frauenheim, T.A. Niehaus. J. Chem. Theory Comp., 8 (3), 1153 (2012). DOI:10.1021/ct200722n
  32. B. Aradi, T. van der Heide, B. Hourahine, Z. Hu, C. Kohler, T. Niehaus. [Source code] https://github.com/dftbplus/skprogs. (access date: 09.11.2024)
  33. R.S. Mulliken. J. Chem. Phys., 23, 1833 (1955). DOI:10.1063/1.1740588
  34. M. Lewin, E.H. Lieb, R. Seiringer. Pure Appl. Analysis, 2 (1), 35 (2020). DOI:10.2140/paa.2020.2.35
  35. J.P. Perdew, J.A. Chevary, S.H. Vosko, K.A. Jackson, M.R. Pederson, D.J. Singh, C. Fiolhais. Phys. Rev. B, 46 (11), 6671 (1992). DOI: 10.1103/physrevb.46.6671
  36. M. Van den Bossche, H. Gronbeck, B. Hammer. J. Chem. Theory Comp., 14 (5), 2797 (2018). DOI: 10.1021/acs.jctc.8b00039
  37. R.K. Cheedarala, J.I. Song. Intern. J. Heat and Mass Transfer, 162, 120391 (2020). DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120391
  38. L. Guo, F. Tong, H. Liu, H. Yang, J. Li. Mater. Lett., 71, 32 (2012). DOI: 10.1016/j.matlet.2011.11.105
  39. J. Singh, A.K. Manna, R.K. Soni. Appl. Surf. Sci., 530, 147258 (2020). DOI: 10.1016/j.apsusc.2020. 147258
  40. T. Chen, T. Zhang, G. Wang, J. Zhou, J. Zhang, Yu. Liu. J. Mater. Sci., 47 (11), 4612 (2012). DOI: 10.1007/s10853-012-6326-1
  41. K. Lejaeghere, V. Van Speybroeck, G. Van Oost, S. Cottenier. Critical Rev. Solid State Mater. Sci., 39, 1 (2014). DOI: 10.1080/10408436.2013.772503
  42. J.J. Mortensen, A.H. Larsen, M. Kuisma, A.V. Ivanov, A. Taghizadeh, A. Peterson, A. Haldar, A.O. Dohn, C. Schafer, E.O. Jonsson, E.D. Hermes, F.A. Nilsson, G. Kastlunger, G. Levi, H. Jonsson, H. Hakkinen, J. Fojt, J. Kangsabanik, J. S dequist, J. Lehtomaki, J. Heske, J. Enkovaara, K.T. Winther, M. Dulak, M.M. Melander, M. Ovesen, M. Louhivuori, M. Walter, M. Gjerding, O. Lopez-Acevedo, P. Erhart, R. Warmbier, R. Wurdemann, S. Kaappa, S. Latini, T.M. Boland, T. Bligaard, T. Skovhus, T. Susi, T. Maxson, T. Rossi, X. Chen, Y.L.A. Schmerwitz, J. Schi tz, T. Olsen, K.W. Jacobsen, K.S. Thygesen. J. Chem. Phys., 160, 092503 (2024). DOI: 10.1063/5.0182685
  43. S. Datta. Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge: Cambridge University Press, 1995), 396 p
  44. A.A. Ogwu, T.H. Darma, E. Bouquerel. J. Achievements Mater. Manufacturing Eng., 4 (1), 172 (2007).
  45. L. De Los Santos Valladares, D.H. Salinas, A.B. Dominguez, D.A. Najarro, S.I. Khondaker, T. Mitrelias, C.H.W. Barnes, J.A. Aguiar, Y. Majima. Thin Solid Films, 520 (20), 6368 (2012). DOI: 10.1016/j.tsf.2012.06.043
  46. О.Е. Глухова, П.А. Колесниченко. ЖТФ, 94 (2), 315 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.02.57088.245-23 [O.E. Glukhova, P.A. Kolesnichenko. Tech. Phys., 69 (2), 300 (2024). DOI: 10.21883/0000000000]

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme