Formirovanie faz almaza i/ili lonsdeylita iz mul'tigrafena pod deystviem nanoindentora – modelirovanie metodom mashinnogo obucheniya

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Работа посвящена теоретическому исследованию алмазообразования в многослойном графене под воздействием локального механического напряжения, вызванного индентированием пленки. Для описания данного эффекта был параметризован потенциал машинного обучения, основанный на представлении окружения атомов в виде тензоров моментов инерции. Полученные результаты демонстрируют, что атомная геометрия зарождающегося алмаза определяется как упаковкой графена, так и размером индентора, при этом в сформированной структуре наблюдается соединение кубического и гексагонального алмаза. Исследование также выявило существенно более низкое давление фазового перехода для графена с упаковкой AA′ по сравнению с упаковкой ABC в пленках с числом слоев менее 100.

About the authors

S. V. Erokhin

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Москва, Россия

A. A. Rashchupkin

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Москва, Россия

L. A. Chernozatonskiy

Институт биохимической физики РАН

Москва, Россия

P. B. Sorokin

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”; Государственный научный центр Российской Федерации “Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов”

Email: PBSorokin@misis.ru
Москва, Россия; Москва, Россия

References

  1. Л. А. Чернозатонский, П. Б. Сорокин, А. Г. Квашнин, Д. Г. Квашнин, Письма в ЖЭТФ 90, 144 (2009).
  2. L. A. Chernozatonskii, V. A. Demin, and D. G. Kvashnin, Journal of Carbon Research C 7, 17 (2021).
  3. P. B. Sorokin and B. I. Yakobson, Nano Lett. 21, 5475 (2021).
  4. F. Lavini, M. Rejhon, and E. Riedo, Nat. Rev. Mater. 7, 10 (2022).
  5. A. G. Kvashnin, L. A. Chernozatonskii, B. I. Yakobson, and P. B. Sorokin, Nano Lett. 14, 676 (2014).
  6. F. Ke, L. Zhang, Y. Chen, K. Yin, C. Wang, Y.K. Tzeng, Y. Lin, H. Dong, Z. Liu, J. S. Tse, W. L. Mao, J. Wu, and B. Chen, Nano Lett. 20, 5916 (2020).
  7. S. V. Erohin, Q. Ruan, P. B. Sorokin, and B. I. Yakobson, Small 16, 2004782 (2020).
  8. P. V. Bakharev, M. Huang, M. Saxena, S. W. Lee, S. H. Joo, S.O. Park, J. Dong, D. C. Camacho-Mojica, S. Jin, Y. Kwon, M. Biswal, F. Ding, S. K. Kwak, Z. Lee, and R. S. Ruoff, Nat.Nanotechnol. 15, 59 (2019).
  9. J. Son, H. Ryu, J. Kwon, S. Huang, J. Yu, J. Xu, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Ji, S. Lee, Y. Shin, J. H. Kim, K. Kim, A. M. Zande, and G.-H. Lee, Nano Lett. 21, 891 (2021).
  10. X. Chen, M. Dubois, S. Radescu, A. Rawal, and Ch. Zhao, Carbon 175, 124 (2021).
  11. F. Piazza, K. Cruz, M. Monthioux, P. Puech, and I. Gerber, Carbon 169, 129 (2020).
  12. F. Piazza, M. Monthioux, P. Puech, and I. C. Gerber, Carbon 156, 234 (2020).
  13. F. Piazza, K. Gough, M. Monthioux, P. Puech, I. Gerber, R. Wiens, G. Paredes, and C. Ozoria, Carbon 145, 10 (2019).
  14. L. F. Tomilin, S. V. Erohin, N. A. Nebogatikova, I. V. Antonova, A. K. Gutakovskii, V. A. Volodin, E. A. Korneeva, and P. B. Sorokin, Carbon 220, 118832 (2024).
  15. N. A. Nebogatikova, I. V. Antonova, A.K. Gutakovskii, D. V. Smovzh, V. A. Volodin, and P. B. Sorokin, Materials 16, 4 (2023).
  16. Y. Gao, T. Cao, F. Cellini, C. Berger, W. A. de Heer, E. Tosatti, E. Riedo, and A. Bongiorno, Nat. Nanotechnol. 13, 133 (2018).
  17. F. Cellini, F. Lavini, T. Cao, W. de Heer, C. Berger, A. Bongiorno, and E. Riedo, FlatChem 10, 8 (2018).
  18. A. G. Kvashnin and P. B. Sorokin, J. Phys. Chem. Lett. 5, 541 (2014).
  19. Y. Mishin, Acta Materialia 214, 116980 (2021).
  20. E. V. Podryabinkin and A. V. Shapeev, Comput. Mater. Sci. 140, 171 (2017).
  21. A. V. Shapeev, Multiscale Model. Simul. 14, 1153 (2016).
  22. I. S. Novikov, K. Gubaev, E. V. Podryabinkin, and A. V. Shapeev, Mach. Learn.: Sci. Technol. 2, 025002 (2020).
  23. Y. Zuo, C. Chen, X. Li, Z. Deng, Y. Chen, J. Behler, G. Csanyi, A. V. Shapeev, A. P. Thompson, M. A. Wood, and S. P. Ong, J. Phys. Chem. A 124, 731 (2020).
  24. A. P. Thompson, H. M. Aktulga, R. Berger, D. S. Bolintineanu, W. M. Brown, P. S. Crozier, P. J. Veld, A. Kohlmeyer, S. G. Moore, T. D. Nguyen, R. Shan, M. J. Stevens, J. Tranchida, C. Trott, and S. J. Plimpton, Comput. Phys. Commun. 271, 108171 (2022).
  25. P. Hohenberg and W. Kohn, Phys. Rev 136, B864 (1964).
  26. W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev. 140, A1133 (1965).
  27. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  28. G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 47, 558 (1993).
  29. G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 49, 14251 (1994).
  30. G. Kresse and J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
  31. S. Grimme, J. Comput. Chem. 27, 1787 (2006).
  32. H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
  33. A. Stukowski, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 18, 015012 (2009).
  34. K. Momma and F. Izumi, J. Appl. Cryst. 44, 1272 (2011).
  35. M. Ceriotti, G. A. Tribello, and M. Parrinello, Proceedings of the National Academy of Sciences 108, 13023 (2011).
  36. S. Zhu, X. Yan, J. Liu, A. R. Oganov, and Q. Zhu, Matter 3, 864 (2020).
  37. В. Н. Решетов, А. С. Усеинов, Г. Х. Султанова, И. А. Кудряшов, К. Будич, Химия и химическая технология 64, 34 (2021).
  38. Y. E. Mendili, B. Orberger, D. Chateigner, J.-F. Bardeau, S. Gascoin, and S. Petit, Chemical Physics 559, 111541 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук