Эволюционное предсказание структуры объемных карбидов и поверхностей оксидов титана и кремния Фея Олег Дмитриевич

brief description

Фея, Олег Дмитриевич.Эволюционное предсказание структуры объемных карбидов и поверхностей оксидов титана и кремния : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.07 / Фея Олег Дмитриевич; [Место защиты: Моск. физ.-техн. ин-т (гос. ун-т)]. - Долгопрудный, 2019. - 151 с. : ил.

Оглавление диссертациикандидат наук Фея Олег Дмитриевич
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1.Полиморфные модификации углерода и структуры типа гость-хозяин
1.1.1.Стабильные и метастабильные фазы углерода
1.1.2. Структуры типа «хозяин-гость»
1.2. Устойчивость карбидов переходных металлов
1.3. Поверхностные реконструкции на примере поверхностей TiO2
1.3.1. Релаксация и реконструкция поверхностей кристаллов
1.3.2. Реконструкции поверхности TiO2(011)
1.4.Реконструкции поверхностей кремнезема
1.4.1.Структура и полиморфизм кремнезема
1.4.2. Силанольные группы на поверхностях кремнезема
1.4.3. Функциональные группы и их происхождение
1.4.4. Поверхности кристобалита, кварца и стишовита
Глава 2. Расчетные методы «из первых принципов»
2.1. Теория функционала плотности
2.1.1.Теоремы Хоэнберга-Кона
2.1.2. Метод Томаса-Ферми
2.1.3. Обменно-корреляционная энергия
2.1.4. Приближения для обменно-корреляционной энергии
2.1.5. Уравнения Кона-Шэма
2.1.6. Теория функционала плотности для сильнокоррелированных систем (DFT+U)
2.1.7. Квазигармоническое приближение
2.2.Теоретические методы предсказания кристаллической структуры
2.3. Обзор неэволюционных методов предсказания кристаллических структур
2.3.1.Basin Hopping
2.3.2.Методы случайного поиска
2.3.3.Искусственный отжиг
2.3.4.Метадинамика
2.3.5. Minima Hopping
2.4. Эволюционные алгоритмы для предсказания кристаллической структуры
2.4.1. Эволюционные операторы

2
2.4.2. Функция fingerprint «отпечатки пальцев» структур
2.4.3. Предсказание структуры нанокластеров
2.4.4. Предсказание поверхностей кристаллов
2.4.5. Дипольная коррекция для расчетов поверхностей
Глава 3. Метастабильная углеродная структура типа «хозяин-гость»
3.1. Особенности расчетов
3.2.Структура «хозяин-гость» для чистого углерода
3.3. Исследование соотношений подрешеток «хозяина» и «гостя» на предмет возможной
несоразмерности
3.4. Исследование возможности замены гостевого атома углерода на атом кремния
3.5.Выводы
Глава 4. Объяснение стабильности карбидов переходных металлов
4.1.Особенности расчетов
4.2.Особенности устойчивости карбидов переходных металлов
4.3.Эволюционное предсказание структуры карбида технеция
4.4.Экспериментальное исследование TcxC
4.5.Высокотемпературная кубическая фаза чистого технеция
4.6.Выводы
Глава 5. Первопринципное исследование реконструкций рутила TiO2(011)-(2x1)
5.1.Особенности расчетов
5.2.Как образуются реконструкции B(001)-TiO2 и титанила-TiO2
5.3.Объяснение из первых принципов реконструкций R-TiO2(011)
5.4.Сравнение с экспериментом
5.5.Термодинамическая устойчивость структур рутила TiO2(011)
5.6.Электронные свойства рутила TiO2(011)-(2x1)
5.7.Связь реконструкций и кислотности по Бренстеду-Лоури
5.8.Выводы
Глава 6. Поверхностные реконструкции полиморфов кремнезема
6.1. Особенности расчетов
6.2. Стабильные и метастабильные реконструкции кристобалита
6.2.1.Сравнение реконструкций «плотного кристобалита» и «плотной поверхности»

6.2.2.Другие реконструкции кристобалита
6.2.3.Реконструкции β-кристобалита (001) и (111)
6.3. Реконструкции α-кварца (011)
3
6.4. Реконструкции стишовита (100) и (110)
6.5.Структура нанокластеров кремнезема
6.6 Выводы
Заключение
Список литературы

4