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第一原理計算によるグラフェンを超える二次元材料の研究

利用第一性原理计算研究石墨烯以外的二维材料

基本信息

批准号：
13F03351
负责人：
高村由起子
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成27年度は、前年度までに進展のあったMoS2型のケイ素（Si）とゲルマニウム（Ge）の二次元同素体を積み重ねた多層構造を分子動力学法を用いて検討し、これらの多層構造の温度上昇に対する安定性を調べた。その結果、単層では温度上昇に対して非常に不安定であるが、層数の増加に伴い安定に存在できる温度域が拡大することが明らかとなった。この成果については、前年度に得られた成果と一緒にまとめ、現在、投稿論文を執筆中である。研究代表者は、シリセンやゲルマネンと組み合わせて使用すると、絶縁性基板、あるいは、保護膜として働くことが期待される六方晶窒化ホウ素（hBN）単原子層を二ホウ化ジルコニウム(ZrB2)薄膜表面を窒化、加熱処理することで実験的に形成しているが、このZrB2薄膜上hBNを基板としてSiの蒸着によりシリセンを形成する実験が進展を見せたため、この系に関する第一原理電子状態計算を行い、実験結果と比較した。実験ではhBNの格子5に対してZrB2の格子4が対応するという大きな周期をもつモアレ構造が走査トンネル顕微鏡により観察されたため、この系について計算するには、非常に大きな、沢山の原子を含むセルを用いる必要があった。計算の結果、hBN層とZrB2の界面は、Zr終端の場合の方がB終端と比べて安定であること、hBN層とZrB2の間の距離は平均して0.24nmであること、最も距離が短いところと長いところの差が0.1nmあり、原子レベルで平坦とは言えず、波打っていることなどが明らかとなった。この計算結果と実験結果をまとめ、現在、投稿論文を執筆中である。研究代表者と研究分担者がタッグを組んで第一原理電子状態計算を用いた研究を行うことで、新奇二次元材料に関する実験結果の理解が格段に進んだ。

In 2007, the development of MoS2-type Si and Ge was studied by molecular dynamics method, and the stability of MoS2-type Si and Ge was adjusted by temperature rise. As a result, the temperature of each layer is very unstable, and the temperature of each layer is very large. The results of the previous year were obtained, and the results of the current year were submitted. Research representatives are looking forward to the formation of hexagonal crystalline boron (hBN) single atomic layer, two-dimensional crystalline boron (ZrB2) thin film surface, and heat treatment. The first principle electronic state calculation of ZrB2 thin film on the substrate of Si was carried out. In fact, the lattice 5 of hBN and the lattice 4 of ZrB2 have a large period of time, and the structure is necessary for the investigation of the micro-mirror, the calculation of the system, and the use of the atom. The results of calculation show that the interface between hBN layer and ZrB2 is opposite, the square of Zr terminal is opposite to B terminal, the distance between hBN layer and ZrB2 is opposite to 0.24 nm, the distance between hBN layer and ZrB2 is opposite to 0.1 nm, the atomic distance is opposite to flat, and the wave distance is opposite to light. The result of this calculation is now in the process of writing the paper. Research Representative and Research Contributor: First Principle Electronic State Calculation: Application Research: Application Research: Novel Two-Dimensional Materials: Results and Understanding: Progress

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

University College London(英国)

伦敦大学学院（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Brookhaven National Laboratory(米国)

布鲁克海文国家实验室（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Two-dimensional silicon and germanium allotropes in the MoS2 structure: a first- principles study

MoS2 结构中的二维硅和锗同素异形体：第一原理研究

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Florian Gimbert;Chi-Cheng Lee;Rainer Friedlein;Antoine Fleurence;Yukiko Yamada-Takamura;and Taisuke Ozaki
通讯作者：
and Taisuke Ozaki

Si(111)上ZrB2薄膜の窒化による単原子層hBNの形成

Si(111)上氮化ZrB2薄膜形成单原子层hBN