Minimo globale idruro di berillio foglio con il romanzo di Poisson negativorapporto: calcoli prima-principi – RSC Anticipazioni (RSC Publishing)

xmlns=”http://www.rsc.org/schema/rscart38Come uno dei più importanti in metallo-idruri, idruro di berillio ha ricevuto molta attenzione negli ultimi decenni, a partire dal 1978, ed è considerato come un importante stoccaggio di idrogeno materiale. Riducendo la dimensionalità da 3 a 2, il monostrato di idruro di berillio è isoelettronico con grafene; quindi l’esistenza della sua forma bidimensionale (2D) è teoricamente fattibile e sperimentalmente prevista. Tuttavia, si sa poco della sua forma 2D. In questo lavoro, con una ricerca minima globale con il metodo di ottimizzazione dello sciame di particelle tramite calcoli di teoria funzionale della densità, abbiamo predetto due nuove strutture stabili per i fogli di idruro di berillio, denominati monostrati α–BeH2 e β–BeH2. Entrambe le strutture hanno una stabilità termodinamica più favorevole rispetto alla forma quadrata planare recentemente riportata (Nanoscale, 2017, 9, 8740), a causa della formazione di legami Be–H multicentrici delocalizzati. Utilizzando il metodo SSAdNDP recentemente sviluppato, abbiamo rivelato che i legami Be-H delocalizzati a tre centri a due elettroni (3c-2e) si formano nel monostrato α-BeH2, mentre per il monostrato β–BeH2, i nuovi legami delocalizzati a quattro centri a due elettroni (4c–2e) sono osservati nel sistema 2D per la prima volta. Questi legami chimici multicentrici unici conferiscono sia α-che β-BeH2 con elevate stabilità strutturali, che sono ulteriormente confermate dall’assenza di modi immaginari nei loro spettri fononici, dalle energie di formazione favorevoli paragonabili all’idruro di berillio bulk e cluster e dall’elevata resistenza meccanica. Questi risultati indicano il potenziale di sintesi sperimentale. Inoltre, sia α–che β-BeH2 sono semiconduttori wide-bandgap, in cui α–BeH2 ha proprietà meccaniche insolite con un rapporto di Poisson negativo di -0,19. Se sintetizzato, attirerebbe interesse sia nell’esperimento che nella teoria, e sarebbe un nuovo membro della famiglia 2D isoelettronica con grafene.

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