КРЕМНИЕВЫЕ СЕТИ КЛАСТЕРНОЙ СБОРКИ

КРЕМНИЕВЫЕ СЕТИ КЛАСТЕРНОЙ СБОРКИ

П. М’линон , … А. Перес , в Nanosilicon , 2008 г.

Наноструктуры на основе C 60 -Si

Атом кремния может быть включен между двумя молекулами C 60 . Для этого используется сложныйисточник лазерного испарения сдвойной мишенью (Si и C 60 ) [ 51 ]. Перемычка C 60 выводится в свободной фазеэксперименты по фотофрагментации [ 51 ] и кластерные пленки методом EXAFS- спектроскопии, выполненные на K-крае Si [ 52 ]. На рис. 2.14 показан выбранный масс-спектр в области, соответствующей (C 60 ) 7 Si m с 1 < m <4. После отбора по массе кластеры могут быть нагреты облучением УФ-лазером, работающим при 4 эВ. Соответствующие масс-спектры испарения демонстрируют последовательную потерю мономера C 60 Si m с m = 0 и 1. Гипотетическое геометрическое расположение для (C 60 ) 6 Si 4кластер также отображается на рис. 2.14 . Таким образом, такие эксперименты совместимы с атомом кремния, соединяющим две молекулы C 60 . Такое соединение подтверждается экспериментами EXAFS. На рис. 2.15 показан экспериментальный сигнал EXAFS x ( k ) для различных образцов: пленки C 60 Si, собранные кластерами, гексагональный карбид SiC и алмаз Si. Яркими особенностями являются хорошо структурированный сигнал для пленок C 60 Si, собранных в кластеры, который указывает на локально хорошо упорядоченное окружение вокруг атомов кремния и большую разницу между x ( k ) для C 60Пленки, собранные в кластеры Si, и другие кристаллические фазы (Si-2 и SiC). Моделирование EXAFS выполняется в рамках ab initio самосогласованного кода многократного рассеяния в реальном пространстве FEFF8 [ 53 ] с самосогласованными потенциалами рассеяния. Испытываются различные геометрические формы, и наилучшая конфигурация для подгонки соответствует атому кремния, соединяющему два C 60 .На рисунке 2.15 показана конфигурация, в которой два ближайших C 60 обращены к атому кремния с пентагональной фазой. В этом случае у нас есть 10 соседей, расположенных на 2,52 Å, по сравнению с 4 соседями, расположенными на 1,88 Å в карбиде SiC. В этом случае геометрия вокруг кремния предполагает необычную связь, близкую к интеркалированному графиту, а не базовый набор sp 3 .

Рисунок 2.14 . Масс-спектр испарения, показывающий первые стадии мономолекулярного разложения (C 60 ) 7Si m +кластеры предварительно нагревают УФ-лазером. Пунктирные линии показывают ожидаемую позицию для последовательной потери одного нейтрального кластера C 60 . Отсчет времени начала координат просто совпадает с частным случаем (C 60 ) 7Si 3 +. На рисунке также изображены мяч и клюшка, предлагаемое представление выбранного кластера (C 60 ) 6.Si 4 +. Эта структура совместима с наблюдаемыми каналами испарения.

(Воспроизведено из ссылки [ 51 ] с разрешения AIP Copyright 2000) Copyright © 2000

Рисунок 2.15 . Экспериментальные EXAFS-сигналы χ ( k ) кремния-алмаза (Si-2), карбида кремния SiC (гексагональная фаза) и пленки C 60 -Si, собранной из кластеров. Псевдорадиальная функция распределения g (R) дана для пленки C 60 -Si, собранной из кластеров. Пунктирная линия — это ab initio моделирование со структурой, показанной на рисунке. Первый пик соответствует кремнию, соединяющему два C 60, а второй пик может быть отнесен к вкладу молекул C 60 в перпендикулярной плоскости. В этом случае кластерная структура будет компактной, как это наблюдается в предлагаемой структуре икосаэдра.

(заимствовано из [ 52 ])

На рис. 2.16 показано сравнение уровней энергии в C 60 , C 60 -Si (экзоэдрический Si) и C 59 Si (замещенный Si), полученное в результате расчетов ab initio . Стабильная конфигурация для C 60 —Si соответствует атому кремния, связанному с ребром шестиугольник – шестиугольник [ 54 ]. Прогнозируемое расстояние между атомом кремния и двумя ближайшими атомами углерода составляет 1,91 Å, что близко к таковому в карбиде SiC. Однако двугранный угол 48 ° 26 ‘намного меньше, чем значение 109 ° 28′ для обычного sp 3.конфигурация. Тем не менее, уровни энергии вблизи области HOMO – LUMO демонстрируют одинаковое поведение: кремний вводит два уровня с акцепторным и донорным характером. Однако экзоэдральное легирование (C 60 -Si) вводит два симметричных уровня и сильно уменьшает ширину запрещенной зоны по сравнению с легированием замещения (C 59 Si). Основное отличие — это характер связи SiC. В C 60 -Si ковалентная связь C-Si требует разрыва двойной связи C = C с π-характером, в то время как в гетерофуллерене Si замещает атом углерода с сильным σ-характером.

Рисунок 2.16 . Уровни энергии C 60 , C 60 Si [ 54 ] и C 59 Si [ 50 ]. Разница в примитивной запрещенной зоне для C 60 отличается от 0,12 эВ. Этот сдвиг объясняется разницей в кодах ab initio, используемых авторами. Большие белые шары соответствуют атомам Si, как на рис. 2.13 .

Поликонденсация

Т. Йокодзава Наука о полимерах: всеобъемлющий справочник , 2012 г.

5.06.4.2  Полисиланы

Атом кремния в полисиланах сопряжен через d-орбиталь кремния, так что терминальная хлорсилильная группа полисиланов предпочтительно восстанавливается щелочным металлом с последующей реакцией с мономером , дихлорсиланом. Matyjaszewskiet al64 синтезированы мономодальные полисиланы с относительно узким молекулярно-массовым распределением (Mw/Mn <1,5) восстановительным сочетанием метилфенилдихлорсилана 15 с щелочными металлами в толуоле. при температуре окружающей среды в условиях ультразвука. Сонохимический синтез сопровождался селективной деградацией, которая снизила молекулярную массу до предельного значения n  ≈  50 000, а также снизила полидисперсность ( w / n < 1,2). Полисилан с высокой молекулярной массой образовывался при низкой конверсии, что указывает на то, что полимеризация напоминала полимеризацию с ростом цепи.

В этой полимеризации циклические олигомеры также образовывались с высокими выходами в результате реакции силилсинатрия с концевыми хлорными олигосиланами с концевыми концевыми группами. Для уменьшения внутримолекулярной циклизации в качестве инициатора цепи использовали Ph ( n- Hex 2 Si) 4 I. Выход полимера увеличился, но циклы по-прежнему образовывались с высоким выходом (≈80%). H-ЯМР спектр полимера показал , что 15-20% от инициатора была включена в состав полимера. Эти результаты были объяснены расходом инициатора реакцией сочетания между инициаторами и / или неселективным образованием аниона натрия инициатора .

Инициирование может происходить путем связывания мономерных радикалов на поверхности натрия и последующих реакций с образованием олигосиланов с концевыми хлорными группами длины, достаточной для того, чтобы иметь потенциал восстановительного связывания, аналогичный потенциалу полимерных цепей с концевыми хлорными группами. Размножение включает последовательные реакции. Цепь с концевым хлором быстро захватывает один электрон с образованием анион-радикала и, в конечном итоге, силильного радикала. Силильный радикал забирает следующий электрон от металлической частицы натрия с образованием полимерного силилсатрия. Силилсатрий реагирует преимущественно с мономером, имеющим два электроноакцепторных атома хлорида, а не с концом цепи с концевым хлором ( схема 26 ).

Схема 26 . Цепная конденсационная полимеризация полисиланов.

Полупроводниковые диоды и транзисторы

Мартин Плонус Электроника и коммуникации для ученых и инженеров , 2001 г.

4.2.3 Полупроводники n- типа

Атомы в кремнии расположены в регулярной и высокоупорядоченной решетке. Они удерживаются в фиксированных положениях за счет сильных сил и имеют лишь ограниченное движение (которое увеличивается с температурой) относительно их положений равновесия . Если мы теперь заменим некоторые из связанных атомов кремния атомами из группы V периодической таблицы (фосфор, мышьяк, сурьма — также известные как донорные примеси ), которые имеют валентность 5, только четыре валентных электрона будут использованы для завершения ковалентная связь с соседними атомами кремния. Оставшийся электрон, который очень слабо связан с атомом, становится свободный электрон и доступен для проводимости, п — типа легирования показан на рис. 4.1 б. Во время проводимости, т. Е. При протекании тока, лишний электрон покидает пятивалентный атом, оставляя положительно заряженный ион. Затем другой электрон от соседнего примесного атома подпрыгнет и снова нейтрализует его (обратите внимание, что полупроводник должен быть в целом и точечно нейтральным, иначе будут существовать сильные электростатические силы, которые разрушат материал полупроводника). Непрерывный прыжок дополнительных электронов, которые называются основными носителями, является основным механизмом проводимости в легированных полупроводниках n- типа.

Небольшое количество свободных дырок также существует в полупроводниках n- типа и называется неосновными носителями. Они создаются , когда связи разрываются путем теплового движения изатомы решетки, аналогично созданию электронно-дырочных элементов в собственных полупроводниках. Их вклад в протекание тока незначителен по сравнению с вкладом большинства носителей.

4.2.3.1 р -Type Полупроводники

Замена некоторых атомов Si на атомы из группы III (бор, галлий , индий, также известные как акцепторные примеси ), которые имеют три валентных электрона, создаст материал p- типа. Поскольку для образования и завершения всех смежных электронных парных связей необходимы четыре валентных электрона, недостающая связь создает дырку. Отверстие можно рассматривать как положительный заряд, который может диффундировать или дрейфовать через кристалл. Это становится важным, когда к полупроводнику прикладывают внешнее напряжение, создавая внутри полупроводника электрическое поле, которое затем воздействует на отверстия, заставляя их двигаться. Результирующий ток в материале p- типа, таким образом, в основном обусловлен положительными зарядами, 4которые также называются основными носителями, легирование p- типа показано на рис. 4.1c .

Небольшое количество свободных электронов также существует в полупроводниках p- типа и называется неосновными носителями. Они вносят незначительный вклад в ток.

Полупроводниковые диоды и транзисторы

Мартин Плонус Электроника и коммуникации для ученых и инженеров (второе издание) , 2020 г.

полупроводники p-типа

Замена некоторых атомов Si на атомы из группы III (бор, галлий , индий — также известные как акцепторные примеси ), которые имеют три валентных электрона , создаст материал p- типа. Поскольку для образования и завершения всех смежных электронных парных связей необходимы четыре валентных электрона, недостающая связь создает дырку. Отверстие можно рассматривать как положительный заряд, который может диффундировать или дрейфовать через кристалл. Это становится важным, когда к полупроводнику прикладывают внешнее напряжение, создавая внутри полупроводника электрическое поле, которое затем воздействует на отверстия, заставляя их двигаться. Результирующий ток в материале p- типа, таким образом, в основном обусловлен положительными зарядами, 4которые также называются основными носителями, легирование p- типа показано на рис. 4.1 c.

Небольшое количество свободных электронов также существует в полупроводниках p- типа и называется неосновными носителями. Они вносят незначительный вклад в ток.

Однофотонные источники на основе алмаза и их применение в квантовом распределении ключей

Э. Ной К. Бехер Квантовая обработка информации с помощью алмаза , 2014 г.

6.4.2 Кремниевые центры

Подобно атомам азота, атомы кремния образуют оптически активный комплекс с вакансией решетки. Кремний-вакансионный (SiV) центр обычно находится в CVD-алмазе из-за легирования in situ в результате травления кварцевой стенки реактора или кремниевой подложки (например, Bergman et al. , 1993 ), но его также можно получить с помощью ионной имплантации. (например, Wang et al. , 2006 ). Отрицательно заряженный центр SiV излучает на  длине волны около 740 нм, в то время как состояние нейтрального заряда показывает гораздо более слабую эмиссию на  длине волны 946 нм ( D’Haenens-Johanson et al. , 2011 ). Единые SiV  центры, созданные на местев 200  нм CVD наноалмазов показали интенсивности выбросов до 6 Mcps ( Neu и др. , 2012b , тогда как SIV)  центры , созданные с помощью ионной имплантации в естественном объемном алмазе показали цены выбросов около 1000 сП ( Wang и др. , 2006 ). Вследствие низкой фононной связи, то SIV  флуоресценции в основном (>  70%) сосредоточены в узкой БФЛ с шириной до 0,7  нм ( Neu и др. , 2011a , как показано на) Рис 6.2. . Однако фононная связь отдельных центров существенно различается (см. Таблицу 6.1.), а механическое напряжение внутри наноалмазов приводит к неоднородному распределению длин волн ZPL между 730 и 750  нм ( Neu et al. , 2011b ). Излучаемый свет полностью линейно поляризован ( Neu et al. , 2011b ). Динамика излучения сильно различается между отдельными эмиттерами, включая изменения в поведении полки и в квантовой эффективности ( Neu et al. , 2012b ). При низкой температуре ZPL расщепляется на четыре перехода тонкой структуры из-за расщепления возбужденного и основного состояний ( Clark et al. , 1995 ). Для отдельных центров доказательство наличия дополнительной ZPL в спектральной области около 820 нм ( Neu et al. , 2012a ).

Силицен

Л. Чен , … К. Ву , в Энциклопедии межфазной химии , 2018 г.

Абстрактный

Силицен, отдельный слой атомов кремния с сотовой структурой, похожей на графен, в последнее время привлекает большое внимание. Хотя силицен характеризуется структурой с низким короблением, в отличие от плоской геометрии графена, он также обладает исключительными физическими свойствами, особенно характеристиками фермионов Дирака . Гораздо более сильная спин-орбитальная связь в силицене по сравнению с графеном вызывает значительную нетривиальную энергетическую полосуразрыв, подразумевая, что квантовый спиновый эффект Холла и другие квантовые эффекты могут быть реализованы в силицене. Успешный экспериментальный синтез силицена вдохновил на интенсивные исследования силицена как экспериментально, так и теоретически. В этой статье мы рассмотрим основные теоретически предсказанные свойства силицена и экспериментальный прогресс по силицену, включая эпитаксию , определение характеристик и атомной структуры, существование фермионов Дирака , химическую функционализацию и реализацию первых полевых транзисторных устройств на основе по силицену.

МЭМС на основе пористого кремния

Герхард Мюллер , … Катрин Кнезе , в Справочнике по материалам и технологиям МЭМС на основе кремния (второе издание) , 2015 г.

23.6.3.1 PS как слой семян для эпитаксиального роста

В процессе анодирования атомы кремния растворяются из кристаллической решетки. Поскольку остальные атомы остаются на своих атомных позициях, пористая матрица сохраняет свою структуру решетки. Это позволяет эпитаксиально выращивать слои монокристаллического кремния поверх затравочного слоя PS.

При повышенных температурах выше 400 ° C в неокисляющей атмосфере PS начинает перестраиваться и укрупняться в своей морфологии [57] . Движущей силой является минимизация поверхностной энергии. В изолированных порах снижение поверхностной энергии достигается за счет расположения поверхностных атомов вдоль кристаллических плоскостей с наименьшей удельной поверхностной энергией {(100) и (111)}. Это приводит к граненой форме пор. Кроме того, поры могут уменьшать свою общую площадь поверхности, что приводит к усадке пор. На примере двойных слоев ПК было показано, что перестройка приводит к затвердеванию низкопористого слоя и растворению высокопористого [58] . На границе раздела PS и вакуума (эквивалент 100% пористости) тот же эффект приводит к герметизации поверхностных пор.

Однако изменение морфологии ПК в процессе термической обработки сильно ограничивается загрязнением внутренней поверхности адатомами. Например, тонкий слой естественного оксида стабилизирует морфологию до температур 900 ° C в невосстанавливающей атмосфере [59] . Следовательно, чтобы использовать термическую перегруппировку PS в качестве воспроизводимой стадии процесса, необходимо избегать любого вида поверхностного загрязнения.

Солнечная фотовольтаика (PV)

Анхель Антонио Байод-Ружула Производство солнечного водорода , 2019

8.5.4 Элементы из аморфного кремния

В аморфном кремнии отсутствует упорядоченность атомов кремния в виде кристаллической решетки. Следовательно, из-за этой характеристики от этого материала нельзя ожидать никаких полупроводниковых свойств. Однако мы должны упомянуть, что когда в контексте солнечных элементов мы говорим об аморфном кремнии, необходимо понимать, что определенное количество водорода было включено в материал. Затем говорится о гидрогенизированном аморфном кремнии и обозначается как Si: H. Солнечные элементы, которые мы обычно видим в калькуляторах и часах, сделаны из аморфного кремния ( рис. 8.22 ).

Рис. 8.22 . Аморфный кремний.

В аморфном кремнии можно было бы ожидать высокой плотности дефектов, которые не позволяли бы материалу проявлять минимальные транспортные и рекомбинационные свойства, которые возможны с фотовольтаической точки зрения. Однако водород имеет тенденцию встраиваться в те кремниевые связи, которые являются свободными и которые в основном ответственны за плохие транспортные и рекомбинационные свойства материала, уменьшая его влияние до такой степени, что из материала можно производить ячейки с эффективностью около 10 %.

По сравнению с кристаллическим материалом, аморфный кремний намного более абсорбирующий (ширина зазора 1,7  эВ вместо 1,1  эВ), только толщина менее микрона требуется для поглощения большей части солнечного света. Ячейки из аморфного кремния изготавливаются путем нанесения кремния непосредственно на более дешевую подложку (стекло, пластик и т.д.), при этом возможно нанесение на большие поверхности, порядка квадратных метров. Кроме того, из-за высокого потребления энергии в производственном цикле время возврата энергии составляет  менее   года.

Еще одно преимущество аморфного кремния состоит в том, что путем легирования его азотом или углеродом величина его зазора может быть увеличена, а в случае германия — уменьшена, что делает возможным относительно простое изготовление тандемных или многозазорных элементов. Было подсчитано, что при этом должна быть возможна эффективность 24% при объединении аморфного кремния со сплавами германия, что даст приблизительный зазор 1,45  эВ, и с C или N для получения зазора 2,0  эВ в структуре из двух клеммы и три pn перехода.

Керамика, химическая обработка

 

II.B.1 кремнийорганические полимеры (Si , одинарная облигацияодинарная облигацияодинарная облигацияO системы)

Доступен широкий спектр кремнийорганических прекерамических полимеров благодаря удовлетворительной химической стабильности ковалентных связей Siодинарная облигация C, Si одинарная облигацияSi, Si одинарная облигацияN, Si одинарная облигацияO и Si одинарная облигацияH.

II.B.1.a Полисиланы

Полисиланы имеют основу, состоящую из атомов кремния ; они, как правило , получает из недорогого хлорсилана мономеров по дегалогенирования с натрием:

(1)

Полисиланы также были получены путем перераспределения связей Si одинарная облигацияSi и Si одинарная облигацияCl в смеси хлорметилдисиланов, побочных продуктов в промышленном синтезе метилхлорсиланов. Это перераспределение приводит к разветвленному полисилану с удалением летучего трихлорметилсилана:

(2)

II.B.1.b Поликарбосиланы

Поликарбосилан (PCS), используемый для разработки волокна Nicalon TM SiC, получают путем термической обработки полидиметисилана (перегруппировка Кумады) в автоклаве , что приводит к образованию разветвленного, полициклического и / или сшитого поликарбосилана:

(3)

Другие предшественники поликарбосилана были получены с использованием различных синтезов. Например, сильно разветвленный полисилаэтилен ( одинарная облигацияSiH 2одинарная облигация CH 2одинарная облигация ) n может быть получен связыванием хлорметилтрихлорсилана и линейного полимера полимеризацией с раскрытием цикла мономеров дисилациклобутана ( уравнение (4) ), в каждом случае с последующим восстановлением:

(4)

Полимеризация винилгидрогеносиланов путем гидросилилирования приводит к полимерам полисилапропилена с карбосилановыми связями Siодинарная облигация CH 2 CH 2одинарная облигация Si и Si одинарная облигацияCH (CH 3 ) одинарная облигацияSi в результате β- и α-присоединения соответственно:

(5)

II.B.1.c Полисилазаны и родственные полимеры

Первые предшественники полисилазана для керамики Si одинарная облигацияодинарная облигацияN были получены путем конденсации (трансаминирования) аминосиланов:

(6)

Полисилазаны обычно получают аммонолизом (или аминолизом) хлорсиланов:

(7)

Однако эта реакция обычно приводит к низкомолекулярным линейным и циклическим олигомерам , слишком летучим, чтобы их можно было использовать в качестве предшественников. Сополимеризация с трифункциональным хлорсиланом, приводящая к разветвленным или сшитым полимерам , может использоваться для увеличения молекулярной массы:

(8)

Альтернативно, одинарная облигацияолигосилазаны, содержащие Si H, могут быть сшиты дегидросшивкой между связями Si одинарная облигацияH и N одинарная облигацияH. Эта реакция может катализироваться основаниями ( уравнение (9) ) или комплексами переходных металлов, такими как Ru 3 (CO) 12 :

(9)

Предшественники поликарбосилазана с атомами Si, N и C в основной цепи могут быть получены поликонденсацией мономера хлорсилана с мономером диамина H 2 N одинарная облигацияодинарная облигацияNH 2 или аммонолизом мономеров хлоркарбосилана ClR ‘ 2 Si одинарная облигацияодинарная облигацияSiR’ Cl. Совсем недавно предшественники полисилилкарбодиимида были синтезированы путем конденсации хлорсиланов с цианамидом :

(10)

II.B.1.d Полисилоксаны

Сшитые полисилоксаны являются недорогими preceramic предшественников для получения кремния оксикарбида или оксинитридной керамики. Линейные полисилоксаны получают гидролизом / конденсацией дихлорсиланов ( уравнение (11) ), что приводит к низкомолекулярным циклическим олигомерам, которые превращаются в высокомолекулярные вязкие полимеры с использованием кислотного или основного катализа :

Чтобы получить подходящие предшественники, олигомеры и полимеры должны быть сшиты. Гидросилирование винила и одинарная облигацияполисилоксанов, содержащих Si H, катализируемое соединениями Pt, приводит к получению предшественников поликарбосилоксана ( уравнение (12) ). Дегидросцепление одинарная облигацияполисилоксанов, содержащих Si H, с NH 3 или H O приводит к получению полисилоксазана или предшественников полисилоксана ( уравнение (13) ):
В качестве альтернативы, поперечно-сшитые полисилоксаны можно получить непосредственно с использованием трифункциональных или тетрафункциональных мономеров, таких как трихлорсилан ( уравнение (14) ) или тетрахлорсилан:

24-й Европейский симпозиум по компьютерной инженерии процессов

2 Модель и метод

В качестве цеолитов были выбраны чистые силикалиты, состоящие только из атомов кремния и кислорода . В цеолитных решеток предполагаются жесткими в течение всего времени моделирования с статических зарядов кулоновских присвоенных , как д Si = + 2,05 и д О = -1.025 ( Jaramillo и Auerbach, 1999 ).

Кристаллические структуры цеолита TON были получены в ИЗА, который имеет 10-членные кольца на оси поперечного сечения и эллиптические поперечные сечения 4,6 × 5,7 Å.

Молекула CO 2 была смоделирована как линейная трехатомная модель с линейной и жесткой длиной связи C — O 1,16 Å, взятой из модели Харриса и Юнга. Молекулы N 2 моделируются как гантели с жесткой межатомной связью N — N длиной 1,098 Å. Частичные заряды CO 2 и N 2 распределены в моделируемой модели вплоть до квадрупольных моментов, которые были реализованы с использованием виртуальных узлов в CO 2 и N 2.. Энергия взаимодействия системы, состоящей из структурированного цеолита и гостевых молекул, учитывает Леннарда — Джонса 6 — 12 и кулоновский потенциалы. Параметры силового поля, такие как параметры Леннарда-Джонса и частичные заряды, которые мы использовали, получены из работы Гарсиа-Переса и др. (2007) и сведены в Таблицу 1 для ясности. Во взаимодействии между цеолитами и гостевыми частицами доминируют дисперсионные силы, которые действуют между атомом кислорода в цеолите и гостевой частицей. Поэтому для учета взаимодействия с кремнием используется эффективный потенциал только с атомами кислорода.

Таблица 1 . Параметры Леннарда-Джонса и кулоновский частичный заряд для взаимодействий молекул гость-гость и гость-хозяин, вверху слеваεkB(K), и нижний правый σ (Å).

О зео C CO2 N NH3
C 50,2 28,13 47,59 32.00 49,26
2,78 2,76 2,89 3,04 3,03
CO2 84,93 47,59 80,51 54,13 82,99
2,92 2,89 3,03 3,18 3,23
N 58,25 32.00 54,13 36,40 55,80
3,06 3,04 3,18 3,32 3,37
NH3 49,26 82,99 55,80
3,03 3,23 3,37
Начисление [е  ] −1,025 +0,6512 -0,3256 -0,40484 −1,02

Блок моделирования размером 3 (по оси x) × 3 (по оси y) × 48 (по оси z) был создан, и первоначально эквимолярные количества молекул CO 2 и N 2 помещаются внутрь поры цеолита попеременно с одинаковые интервалы.

Количество частиц, которые помещаются в пору, можно определить с помощью отношения занятости, как в формуле. (3) .

(3)θзнак равноNσsL

N, σ s и L представляют количество молекул в смеси, диаметр частицы и длину поры соответственно. Трудно определить диаметр частицы σ s для такой смеси и тонких молекул. Эффективный диаметр смеси будет получен в следующем разделе с использованием концепции подвижности одного файла. При моделировании отношение N / L было установлено равным 0,74 на нм в направлении пор структуры в исходном состоянии. Частицы CO 2 и N 2 альтернативно располагаются в направлении длины поры со случайной скоростью и заполнением для начального состояния.

Моделирования молекулярной динамики проводили с использованием Gromacs 4.50 пакета ( Берендсно и др . , 1995; Линдаль и др . , 2001 ). Алгоритм чехарда использовался для интеграции уравнений движения во временной области. Термостат Носа-Гувера использовался для поддержания желаемой температуры в системе 400 К. Молекулярно-динамическое моделирование ансамбля NVT проводилось с фиксированными интервалами времени в 1 фс. Первоначальный цикл уравновешивания в течение 1 нс был выполнен перед производственным циклом в 40 нс. Результаты моделирования для производственного цикла были равномерно разделены на 10 блоков, каждый из которых имеет результат 4 нс для получения усредненных результатов по ансамблю.

Чтобы прояснить эффект модификации поверхности аминогруппой, TON, пропитанный аминогруппой, был создан, как показано на рис. 1 . На элементарную ячейку TON были закреплены три молекулы аммиака. Молекула аммиака рассматривалась как жесткая связь, как и цеолит.

Авторизуйтесь, чтобы скачать полноразмерное изображение

Рисунок 1 . Кристаллические структуры (а) нормального TON и (b) поверхностно модифицированного TON, заякоренных с функциональной группой молекулы аммиака; красный кислород (O), желтый кремний (Si), синий атом азота (N), светло-серый атом водорода (H).

Тетраэдрическая молекула аммиака была смоделирована со ссылкой на Риццо и Йоргенсен (1999) . Параметры Леннарда Джонса аммиака с другими частицами обозначены в таблице 1 с соответствующими электрическими зарядами. Водород аммиака, присоединенный к гетероатомам, считался фиктивной частицей, имеющей положительный заряд 0,34.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *