Оцінка атомного заряду в нітридах бору

Автор(и)

  • Levan Chkhartishvili Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175, Грузія
  • Shorena Dekanosidze Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175, Грузія
  • Nodar Maisuradze Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175, Грузія
  • Manana Beridze Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175, Грузія
  • Ramaz Esiava Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175, Грузія

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.44291

Ключові слова:

модель точкових атомних зарядів, напівемпіричні оцінки, нітриди бору

Анотація

Для бінарних сполук виведено вираз ефективних зарядів, залежних від числа молекул в елементарній паралелограмі, площі його перетину поперек зовнішньому полю, модулі Юнга і діелектричній проникності. Для нітридів бору були отримані наступні напівемпіричні оцінки: h-BN – 0.35 і 0.09, c-BN – 0.49, і w-BN – 0.76 і 0.50.

Біографії авторів

Levan Chkhartishvili, Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175

Професор, Доктор фізико-математичних наук

Департамент інженерної фізики

Shorena Dekanosidze, Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175

Асистент-професор, кандидат технічних наук

Департамент інженерної фізики

Nodar Maisuradze, Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175

Ассоцірованний професор, Кандидат фізико-математичних наук

Департамент інженерної фізики

Manana Beridze, Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175

Старший викладач, Академічний доктор інженерної фізики

Департамент інженерної фізики

Ramaz Esiava, Грузинський технічний університет ін. Костава 77, Тбілісі, Грузія, 0175

Асистент-професор, Кандидат технічних наук

Департамент інженерної фізики

Посилання

  1. Prasad, C., Dubey, J. D. (1984). Electronic Structure and Properties of Cubic Boron Nitride. Physica Status Solidi B, 125 (2), 629–638. doi: 10.1002/pssb.2221250223
  2. Born, M., Huang, K. (1954). Dynamical Theory of Crystal Lattices. Oxford: Oxford University Press, 414.
  3. Böttger, H. (1983). Principles of the Theory of Lattice Dynamics. Weinheim: Physik–Verlag, 330.
  4. Ghosez, P., Michenaud, J.-P., Gonze, X. (1998). Dynamical atomic charges: The case of AB O 3 compounds. Physical Review B, 58 (10), 6224–6240. doi: 10.1103/physrevb.58.6224
  5. King-Smith, R. D., Vanderbilt, D. (1993). Theory of polarization of crystalline solids. Physical Review B, 47 (3), 1651–1654. doi: 10.1103/physrevb.47.1651
  6. Resta, R. (1994). Macroscopic polarization in crystalline dielectrics: the geometric phase approach. Reviews of Modern Physics, 66 (3), 899–915. doi: 10.1103/revmodphys.66.899
  7. Baroni, S., de Gironcoli, S., Dal Corso, A., Giannozzi, P. (2001). Phonons and related crystal properties from density-functional perturbation theory. Reviews of Modern Physics, 73 (2), 515–562. doi: 10.1103/revmodphys.73.515
  8. García, A., Cohen, M. L. (1993). First-principles ionicity scales. I. Charge asymmetry in the solid state. Physical Review B, 47 (8), 4215–4220. doi: 10.1103/physrevb.47.4215
  9. García, A., Cohen, M. L. (1993). First-principles ionicity scales. II. Structural coordinates from atomic calculations. Physical Review B, 47 (8), 4221–4225. doi: 10.1103/physrevb.47.4221
  10. Evarestov, R. A. (1982). Quantum-Chemical Methods in Theory of Solids. Leningrad: Leningrad University Press.
  11. Will, G., Kirfel, A., Josten, B. (1986). Charge density and chemical bonding in cubic boron nitride. Journal of the Less Common Metals, 117 (1-2), 61–71. doi: 10.1016/0022-5088(86)90012-3
  12. Will, G., Kirfel, A. (1986). Electron density distribution studies on cubic BN, TiB2 and boron carbide B13C2. AIP Conference Proceedings, 140, 87–96.
  13. Kawai, J., Muramatsu, Y., Kobayashi, M., Higashi, I., Adachi, H. (1993). Discrete-variational Hartree–Fock–Slater calculations of B36N24 with comparison to C60. Japanese Journal of Applied Physics, 10, 72–77.
  14. Pokropivny, V. V., Skorokhod, V. V., Oleinik, G. S., Kurdyumov, A. V., Bartnitskaya, T. S., Pokropivny, A. V., Sisonyuk, A. G., Sheichenko, D. M. (2000). Boron Nitride Analogs of Fullerenes (the Fulborenes), Nanotubes, and Fullerites (the Fulborenites). Journal of Solid State Chemistry, 154 (1), 214–222. doi: 10.1006/jssc.2000.8838
  15. Vandenbosch, R. (2003). Gas-phase anions containing B and N. Physical Review A, 67 (1). doi: 10.1103/physreva.67.013203
  16. Silver, A. H., Bray, P. J. (1960). NMR Study of Bonding in Some Solid Boron Compounds. The Journal of Chemical Physics, 32 (1), 288–292. doi: 10.1063/1.1700918
  17. Bray, P. J. (1986). NMR studies of borates and borides. AIP Conference Proceedings, 140, 142–167.
  18. Khusidman, M. B., Neshpor, V. S. (1970). Investigation of hexagonal and cubic boron nitrides by electron paramagnetic resonance. Powder Metallurgy, 8, 72–73.
  19. Zunger, A. (1974). A molecular calculation of electronic properties of layered crystals. II. Periodic small cluster calculation for graphite and boron nitride. Journal of Physics C: Solid State Physics, 7 (1), 96–106. doi: 10.1088/0022-3719/7/1/017
  20. Joyner, D. J., Hercules, D. M. (1980). Chemical bonding and electronic structure of B2O3, H3BO3, and BN: An ESCA, Auger, SIMS, and SXS study. The Journal of Chemical Physics, 72 (2), 1095. doi: 10.1063/1.439251
  21. Xu, Y.-N., Ching, W. Y. (1991). Calculation of ground-state and optical properties of boron nitrides in the hexagonal, cubic, and wurtzite structures. Physical Review B, 44 (15), 7787–7798. doi: 10.1103/physrevb.44.7787
  22. Lawniczak-Jablonska, K., Suski, T., Gorczyca, I., Christensen, N. E., Attenkofer, K. E., Perera, R. C. C. et. al. (2000). Electronic states in valence and conduction bands of group-III nitrides: Experiment and theory. Physical Review B, 61 (24), 16623–16632. doi: 10.1103/physrevb.61.16623
  23. Levin, A. A., Syrkin, Ya. K., Deyatkin, M. E. (1966). Selection of parameters for semi-empirical description of electronic structure of tetrahedral crystals. Journal of Structural Chemistry, 7, 583–588.
  24. van Vechten, J. A. (1969). Semiempirical band calculations. Physical Review, 187, 1007–1016.
  25. Samsonov, G. V. (1969). Non-Metallic Nitrides. Moscow: Metallurgy, 264.
  26. Neshpor, V. S., Khisidman, M. B. (1969). On electronic structure of boron nitride. Inorganic Materials, 5, 600–601.
  27. Zunger, A., Freeman, A. J. (1978). Ab initio self-consistent study of the electronic structure and properties of cubic boron nitride. Physical Review B, 17 (4), 2030–2042. doi: 10.1103/physrevb.17.2030
  28. Harrison, W. A. (1980). Electronic Structure and the Properties of Solids – The Physics of the Chemical Bond. San Francisco: W. H. Freeman & Co, 61.
  29. Dovesi, R., Pisani, C., Roetti, C., Dellarole, P. (1981). Exact-exchange Hartree-Fock calculations for periodic systems. IV. Ground-state properties of cubic boron nitride. Physical Review B, 24 (8), 4170–4176. doi: 10.1103/physrevb.24.4170
  30. Nemoshkalenko, V. V., Aleshin, V. G. (1983). Electronic Structure of Crystals. Kiev: Naukova Dumka.
  31. Huang, M.-Z., Ching, W. Y. (1985). A minimal basis semi-ab initio approach to the band structures of semiconductors. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 46 (8), 977–995. doi: 10.1016/0022-3697(85)90101-5
  32. Van Camp, P. E., Van Doren, V. E., Devreese, J. T. (1988). Ground State and Electronic Properties of Silicon Carbide and Boron Nitride. Physica Status Solidi B, 146 (2), 573–587. doi: 10.1002/pssb.2221460218
  33. Ganduglia-Pirovano, M. V., Stollhoff, G. (1991). Electronic correlations of cubic boron nitride. Physical Review B, 44 (8), 3526–3536. doi: 10.1103/physrevb.44.3526
  34. Christensen, N. E., Gorczyca, I. (1994). Optical and structural properties of III-V nitrides under pressure. Physical Review B, 50 (7), 4397–4415. doi: 10.1103/physrevb.50.4397
  35. Karch, K., Bechstedt, F. (1997). Ab initio lattice dynamics of BN and AlN: Covalent versus ionic forces. Physical Review B, 56 (12), 7404–7415. doi: 10.1103/physrevb.56.7404
  36. Shimada, K., Sota, T., Suzuki, K. (1998). First-principles study on electronic and elastic properties of BN, AlN, and GaN. Journal of Applied Physics, 84 (9), 4951–4958. doi: 10.1063/1.368739
  37. Ferhat, M., Zaoui, A., Certier, M., Aourag, H. (1998). Electronic structure of BN, BP and BAs. Physica B: Condensed Matter, 252 (3), 229–236. doi: 10.1016/s0921-4526(98)00149-5
  38. Miotto, R., Srivastava, G., Ferraz, A. (1999). First-principles pseudopotential study of GaN and BN (110) surfaces. Surface Science, 426 (1), 75–82. doi: 10.1016/s0039-6028(99)00282-4
  39. Xu, Y.-N., Ching, W. Y. (1993). Electronic, optical, and structural properties of some wurtzite crystals. Physical Review B, 48 (7), 4335–4351. doi: 10.1103/physrevb.48.4335
  40. Siklitsky, V. (2015). BN – Boron Nitride. Electronic archive: “New Semiconductor Materials. Characteristics and Properties”. Available at: http://www.ioffe.rssi.ru/SVA/NSM/Semicond/BN/index.html
  41. Shuvalov, L. A., Urusovskaya, A. A., Zheludev, I. S., Zelenskij, A. V., Semiletov, S. A., Grechushnikov, B. N., Chistyakov, I. G., Pinkin, S. A. (1981). Modern Crystallography. Volume 4: Physical Properties of Crystals. Nauka, Moscow.
  42. Shackelford, J. F., Alexander, W. (Eds.) (2001). CRC Materials Science and Engineering Handbook. CRC Press LLC, Boca Raton.
  43. Chopra, N. G., Zettl, A. (1998). Measurement of the elastic modulus of a multi-wall boron nitride nanotube. Solid State Communications, 105 (5), 297–300. doi: 10.1016/s0038-1098(97)10125-9
  44. Chkhartishvili, L. (Ed.) (2011). Boron nitride nanosystems. Boron Based Solids. Trivandrum: Research Signpost, 93–145.
  45. Chkhartishvili, L., Lezhava, D., Tsagareishvili, O. (2000). Quasi-classical Determination of Electronic Energies and Vibration Frequencies in Boron Compounds. Journal of Solid State Chemistry, 154 (1), 148–152. doi: 10.1006/jssc.2000.8826
  46. Chkhartishvili, L. S. (2004). Quasi-classical estimates of the lattice constant and band gap of a crystal: Two-dimensional boron nitride. Physics of the Solid State, 46 (11), 2126–2133. doi: 10.1134/1.1825560
  47. Chkhartishvili, L. (2004). Quasi-classical approach: Electronic structure of cubic boron nitride crystals. Journal of Solid State Chemistry, 177 (2), 395–399. doi: 10.1016/j.jssc.2003.03.004
  48. Chkhartishvili, L. (2006). Density of electron states in wurtzite-like boron nitride: A quasi-classical calculation. Materials Science: An Indian Journal, 2, 18–23.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-06-17

Як цитувати

Chkhartishvili, L., Dekanosidze, S., Maisuradze, N., Beridze, M., & Esiava, R. (2015). Оцінка атомного заряду в нітридах бору. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5(75), 50–57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.44291

Номер

Том 3 № 5(75) (2015): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 Levan Chkhartishvili, Shorena Dekanosidze, Nodar Maisuradze, Manana Beridze, Ramaz Esiava

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.