КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-72-00057
НазваниеИсследование методом молекулярной динамики накопления и транспорта энергии на дефектах в двумерных материалах типа «графен»
Руководитель Галиахметова Лейсан Халиловна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук , Республика Башкортостан
Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-204 - Нано- и микроструктуры
Ключевые слова графен, дефекты в решетке, наноструктуры, молекулярная динамика, накопление энергии, устойчивость решетки, двумерные структуры
Код ГРНТИ29.19.22
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Разработка способов получения и исследования различных наноструктурных материалов в последние годы является одним из самых активно развиваемых направлений исследований. Это связано с требованиями пользователей и индустрии в устройствах малого размера – наноразмерных транзисторов и диодов, зарядных устройств, устройств памяти и др. Широкое применение наноматериалов объясняется их уникальными свойствами и структурой. Одним из активно исследуемых материалов является графен и его двумерные аналоги – силицен, станен, германен. Все они отличаются большой свободной поверхностью и особыми свойствами, в частности, графен известен как особо прочный, гибкий, химически активный и имеющий высокую теплопроводность, из-за чего его применение в различных областях достаточно востребовано. Однако данные материалы получили распространение лишь в последнее десятилетие и, не смотря на тысячи новых исследований, многие их особенности остаются плохо изученными, в частности связь между структурой и физическими/механическими/химическими свойствами. Кроме того, до сих пор не реализована идея хранения и транспорта энергии либо атомов других элементов с помощью двумерных структур. С этой точки зрения, исследование транспортировки энергии на таких обычных элементах структуры, как дефекты, представляет хорошие перспективы для развития нового типа наноразмерных устройств хранения и переноса энергии.
Таким образом целью проекта является изучение динамики движения различных дефектов, анализ способов накопления и переноса энергии на дефектах кристаллической структуры. Помимо транспорта внутренней энергии кристалла, дефекты решетки могут быть использованы для накопления и переноса атомов/молекул других элементов. Для решения поставленных задач будет использован метод молекулярной динамики, позволяющий прогнозировать существование устойчивых состояний, а также помогающий детально исследовать структуру и свойства наноматериалов на атомарном уровне. В качестве объектов исследования выбраны новые двумерные материалы, имеющие гексагональную решетку – графен (как более изученный и понятный референтный материал), силицен с ковалентными связями и станен на основе атомов олова, что позволит выявить материал наиболее эффективный именно с точки зрения накопления энергии.
Выполнение данного проекта позволить сформировать детальные знания о динамике дефектной структуры графена и других двумерных материалов при различных внешних воздействиях, повышенных температурах. На данный момент в литературе присутствуют отрывочные знания о зависимости изменения свойств двумерных материалов от концентрации и типов дефектов. В результате выполнения проекта планируется дать рекомендации по улучшению характеристик двумерного материала для применения его в электронных устройствах для накопления и транспорта энергии в наноматериале.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ