Globale minimale Berylliumhydridschicht mit neuartigem negativem Poissons ratio: first-principles calculations – RSC Advances (RSC Publishing)

xmlns=“http://www.rsc.org/schema/rscart38Als eines der bekanntesten Metallhydride hat Berylliumhydrid in den letzten Jahrzehnten seit 1978 viel Aufmerksamkeit erhalten und gilt als wichtiger Bestandteil der wasserstoffspeichermaterial. Durch Reduzieren der Dimensionalität von 3 auf 2 ist die Berylliumhydrid-Monoschicht isoelektronisch mit Graphen; somit ist die Existenz seiner zweidimensionalen (2D) Form theoretisch machbar und experimentell zu erwarten. Über seine 2D-Form ist jedoch wenig bekannt. In dieser Arbeit, durch eine globale Minimalsuche mit der Partikelschwarmoptimierungsmethode über dichtefunktionaltheoretische Berechnungen, Wir sagten zwei neue stabile Strukturen für die Berylliumhydridschichten voraus, genannt α-BeH2 und β–BeH2 Monoschichten. Beide Strukturen haben eine günstigere thermodynamische Stabilität als die kürzlich berichtete planare quadratische Form (Nanoscale, 2017, 9, 8740), aufgrund der Bildung von multizentrischen delokalisierten Be–H-Bindungen. Unter Verwendung der kürzlich entwickelten SSAdNDP-Methode zeigten wir, dass Drei-Zentrum-Zwei-Elektronen (3c–2e) delokalisierte Be–H–Bindungen in der α–BeH2-Monoschicht gebildet werden, während für die β-BeH2-Monoschicht neuartige Vier–Zentrum-Zwei-Elektronen (4c-2e) delokalisierte Bindungen werden zum ersten Mal im 2D-System beobachtet. Diese einzigartigen multizentrischen chemischen Bindungen verleihen sowohl α– als auch β-BeH2 hohe strukturelle Stabilitäten, die durch das Fehlen imaginärer Moden in ihren Phononenspektren, die günstigen Bildungsenergien, die mit Bulk- und Cluster-Berylliumhydrid vergleichbar sind, und die hohe mechanische Festigkeit bestätigt werden. Diese Ergebnisse zeigen das Potenzial für experimentelle Synthese. Darüber hinaus sind sowohl α– als auch β–BeH2 Breitbandhalbleiter, bei denen α-BeH2 ungewöhnliche mechanische Eigenschaften mit einem negativen Poisson–Verhältnis von -0,19 aufweist. Wenn es synthetisiert würde, würde es sowohl experimentelles als auch theoretisches Interesse wecken und ein neues Mitglied der isoelektronischen 2D-Familie mit Graphen sein.

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