ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG HỌC VẬT LIỆU CdSe: NGHIÊN CỨU BẰNG MÔ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC PHÂN TỬ
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 09/01/24                Ngày hoàn thiện: 23/02/24                Ngày đăng: 23/02/24Tóm tắt
Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên cấu trúc vi mô và động học của hệ CdSe bằng phương pháp mô phỏng động lực học phân tử với thế tương tác Stillinger – Weber tại áp suất 0 GPa. Hệ CdSe gồm với 9955 nguyên tử (4631 Cd và 5324 Se) được nung nóng từ nhiệt độ 300K đến 4000K dưới tốc độ 1012K/s với điều kiện biên tuần hoàn. Cấu trúc vi mô của hệ CdSe được phân tích thông qua hàm phân bố xuyên tâm cặp (PBXT), phân bố số phối trí (SPT), phân bố góc và phân bố khoảng cách tại các nhiệt độ khác nhau. Kết quả tính toán cho thấy rằng nhiệt độ nóng chảy của mô hình CdSe là 2200K. Mô hình có sự thay đổi từ cấu trúc wurtzite (SPT » 4) sang cấu trúc rocksalt (SPT » 6) và kết quả này phù hợp với kết quả của các công trình đã công bố. Độ linh động của nguyên tử Cd và Se còn được nghiên cứu thông qua độ dịch chuyển bình phương trung bình (MSD) và hệ số khuếch tán của nguyên tử Cd và Se.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1] E. Colegrove, et al., “High-efficiency polycrystalline CdS/CdTe solar cells on buffered commercial TCO-coated glass,” Journal of Electronic Materials, vol. 41, no.10, pp. 2833-2837, 2012.
[2] R. Liang, et al., “CdTe Quantum Dots/Layered Double Hydroxide Ultrathin Films with Multicolor Light Emission via Layer‐by‐Layer Assembly,” Advanced Functional Materials, vol. 22, no.23, pp. 4940-4948, 2012.
[3] M. G. Bawendi, et al., “X‐ray structural characterization of larger CdSe semiconductor clusters,” The Journal of Chemical Physics, vol. 91, no.11, pp. 7282-7290, 1989.
[4] S. H. Tolbert and A. P. Alivisatos, “The wurtzite to rock salt structural transformation in CdSe nanocrystals under high pressure,” The Journal of Chemical Physics, vol. 102, no.11, pp. 4642-4656, 1995.
[5] J. N. Wickham, A. B. Herhold, and A. P. Alivisatos, “Shape change as an indicator of mechanism in the high-pressure structural transformations of CdSe nanocrystals,” Physical Review Letters, vol. 84, no.5, p. 923, 2000.
[6] F. Benkabou, H. Aourag, and M. Certier, “Atomistic study of zinc-blende CdS, CdSe, ZnS, and ZnSe from molecular dynamics,” Materials Chemistry and Physics, vol. 66, no.1, pp.10-16, 2000.
[7] C. Bealing, R. Martoňák, and C. Molteni, “Pressure-induced structural phase transitions in CdSe: A metadynamics study,” The Journal of chemical physics, vol. 130, no.12, p. 124712, 2009.
[8] C. Bealing, R. Martoňák, and C. Molteni, “The wurtzite to rock salt transition in CdSe: A comparison between molecular dynamics and metadynamics simulations,” Solid State Sciences, vol. 12, no. 2, pp. 157-162, 2010.
[9] D. Zahn, Y. Grin, and S. Leoni, “Mechanism of the pressure-induced wurtzite to rocksalt transition of CdSe,” Physical Review B, vol. 72, no.6, 2005, Art. no. 064110.
[10] M. Grünwald, E. Rabani, and C. Dellago, “Mechanisms of the wurtzite to rocksalt transformation in CdSe nanocrystals,” Physical Review Letters, vol. 96, no. 25, 2006, Art. no. 255701.
[11] X. Ye, D. Y. Sun, and X. G. Gong, “Pressure-induced structural transformation of CdSe nanocrystals studied with molecular dynamics,” Physical Review B, vol. 77, no. 9, 2008, Art. no. 094108.
[12] M. Durandurdu, “Orthorhombic intermediate phases for the wurtzite-to-rocksalt phase transformation of CdSe: An ab initio constant pressure study,” Chemical Physics, vol. 369, no. 2-3, pp. 55-58, 2010.
[13] S. Plimpton, “Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics,” Journal of Computational Physics, vol. 117, no. 1, pp. 1-19, 1995.
[14] X. W. Zhou, D. K. Ward, J. E. Martin, et al., “Stillinger-weber potential for the II-VI elements Zn-Cd-Hg-S-Se-Te,” Physical Review B, vol. 88, no. 8, 2013, Art. no. 085309.
[15] W. G. Hoover, “Canonical dynamics: Equilibrium phase-space distributions,” Physical Review A, vol. 31, no. 3, 1985, Art. no. 1695.
[16] S. Nosé, “A unified formulation of the constant temperature molecular dynamics methods,” The Journal of Chemical Physics, vol. 81, no. 1, pp. 511-519, 1984.
[17] A. Stukowski, “Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO–the Open Visualization Tool,” Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, vol. 18, no. 1 2009, Art. no. 015012.
[18] J. W. R. Cook, “The CdS-MnS and CdSe-MnSe phase diagrams,” Journal of the American Ceramic Society ,vol. 51, no. 9, pp. 518-520, 1968.
[19] T. T. T. Hanh and V. V. Hoang, “Structure and diffusion in simulated liquid GaAs,” The European Physical Journal Applied Physics, vol 49, no. 3, 2010, Art. no. 30301.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9568
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu