РАСЧЕТЫ AB-INITIO РОМБОЭДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ BaTiO₃ (111), КОМБИНИРОВАННОЙ С ГРАФЕНОВЫМИ ПЛЕНКАМИ

Тонкие пленки перовскитных ферроэлектриков ABO₃ важны для многих промышленных применений, то есть для ячеек памяти большой емкости, катализа, оптических волноводов, интегральной оптики. Применение BaTiO₃ для указанных отраслей и изделий обусловлено большим разнообразием его поверхностной структуры и, соответственно, электронных и химических свойств. Расчеты характеристик поверхности BaTiO₃ из первых принципов полезны для понимания процессов, которые играют решающую роль, таких как химия поверхностных реакций, поверхностные явления и адсорбционные поверхности. В этом исследовании рассматривались теоретические расчеты относительно релаксированных атомных структур поверхности BaTiO₃ (111).

1. Wang Q. H., Kalantar-Zadeh K., Kis A., Coleman J. N. & Strano M. S. Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides // Nat. Nanotechnol. – 2012. – Vol.7. – P. 699–712.

2. Geim A. K. & Grigorieva I. V. A comprehensive review of stacking 2DLMs into diverse vdWHs. Van der Waals heterostructures // Nature. – 2013. – Vol. 499. – P. 419– 425.

3. Andres, C.-G. [et al.] Deterministic transfer of two-dimensional materials by all-dry viscoelastic stamping // 2D Mater. – 2014.– Vol. 1. – P. 011002.

4. Halim U. [et al.] A rational design of cosolvent exfoliation of layered materials by directly probing liquid–solid interaction // Nat. Commun. – 2013. – Vol. 4. – P. 2213.

5. Ye J. [et al.] Superconducting dome in a gate-tuned band insulator // Science. – 2012. – Vol. 338. – P.1193–1196.

6. Feng Q. [et al.] Growth of MoS2(1–x) Se2x (x=0.41–1.00) monolayer alloys with controlled morphology by physical vapor deposition // ACS Nano. – 2015. – Vol. 9. – P. 7450–7455.

7. Cao Y.Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlattices // Nature. – 2018. – Vol. 556. – P. 43.

8. Cao Y. Correlated insulator behaviour at half-filling in magic-angle graphene superlattices // Nature. – 2018. – Vol. 556. – P. 80.

9. Petoukhoff C. E., Kosar S., Goto M., Bozkurt I., Chhowalla M., and Dani K. M. Charge transfer dynamics in conjugated polymer/MoS2 organic/2D heterojunctions // Mol. Syst. Des. Eng. – 2019. –Vol. 4. – P. 929–938.

10. Petoukhoff C. E., Krishna M. B. M., Voiry D., Bozkurt I., Deckoff-Jones S., Chhowalla M., O’Carroll D.M., and Dani K. M. Ultrafast Charge Transfer and Enhanced Absorption in MoS2-Organic van der Waals Heterojunctions Using Plasmonic Metasurfaces // ACS Nano. – 2016. – Vol. 10. – P.9899–9908.

11. Karmakar A., Al-Mahboob A., Petoukhoff C. E., Kravchyna O., Chan N. S., Taniguchi T., Watanabe K., and Dani K. M. Dominating Interlayer Resonant Energy Transfer in Type-II 2D Heterostructure // ACS Nano. – 2022. – Vol. 16. – P. 3861–3869.

12. Gusynin V.P., Sharapov S.G., Carbotte J.P. Magnetooptical conductivity in graphene // J. Phys. Condens. Matter. – 2006. – Vol. 13. – P. 026222.

13. Hanson G.W. Dyadic Green’s functions for an anisotropic, non-local model of biased graphene // IEEE Trans Antennas Propag. – 2008. – Vol. 5. – P. 747–57.

14. Gusynin V.P., Sharapov S.G., Carbotte J.P. On the universal ac optical background in graphene // New. J. Phys. – 2009. – Vol. 11. – P. 095013.

15. Dressel M., Gruner G. Electrodynamics of Solids. Cambridge University Press, Cambridge, UK. – 2002. – P. 148.

16. Sounas D.L., Calos C. Gyrotropy and nonreciprocity of graphene for microwave applications // IEEE Trans Microw Theory Tech. – 2012. – Vol. 60. – P. 901–14.

17. Acerce M., Voiry D., Chhowalla M. Metallic 1T phase MoS2 nanosheets as supercapacitor electrode materials // Nature Nanotechnology. – 2015. – Vol. 10. – No. 4. – P. 313–318.

18. Cook J.B., Kim H., Lin T.C., Lai C., Dunn B., Tolbert S.H. Oxygen vacancies enhance pseudocapacitive charge storage properties of MoO3-x // Adv. Energy Mater. – 2017. – Vol. 7. – No. 2. – P. 1601283.

19. Gigot J A., Fontana M., Serrapede M., Castellino M., Bianco S., Armandi M., Bonelli B., Pirri C.F., Tresso E., Rivolo P. Mixed 1T-2H Phase MoS2/Reduced Graphene Oxide as Active Electrode for Enhanced Supercapacitive Performance // ACS Appl. Mater. Interfaces. – 2016. – Vol. 8. – No. 48. – P. 32842–32852.

20. Evarestov, R. A., Bandura, A. V. First-principles calculations on the four phases of BaTiO3 // Journal of Computational Chemistry. – 2012. – Vol. 33(11) – P. 1123–1130. https://doi.org/10.1002/jcc.22942

21. Ghosez Ph., Gonze X., Michenaud J. -P. First-principles characterization of the four phases of barium titanate // Ferroelectrics. – 1999. Vol. 220. – Issue 1. – P. 1–15. https://doi.org/10.1080/00150199908007992

22. Uludogan M., Guarin D. P., Gomez Z. E., Cagin T., Goddard W. A. DFT Studies on Ferroelectric Ceramics and Their Alloys: BaTiO3, PbTiO3, SrTiO3, AgNbO3, AgTaO3, PbxBa1-хTiO3 and SrxBa1-xTiO3 // Computer Modeling in Engineering and Sciences. – 2008. – Vol. 24. Issue 2/3. – P. 215.

23. Eglitis R. I. Ab initio hybrid DFT calculations of BaTiO3, PbTiO3, SrZrO3 and PbZrO3 (111) surfaces // Applied Surface Science. – 2015. – Vol. 358. – No. 15. –P. 556– 562.