QUÁ TRÌNH CHUYỂN PHA PHI CÂN BẰNG CỦA VẬT LIỆU HAI CHIỀU PENTA-GRAPHENE

QUÁ TRÌNH CHUYỂN PHA PHI CÂN BẰNG CỦA VẬT LIỆU HAI CHIỀU PENTA-GRAPHENE

Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên Tập 130, Số 1C, 139–147, 2021 pISSN 1859-1388 eISSN 2615-9678 QUÁ TRÌNH CHUYỂN PHA PHI CÂN BẰNG CỦA VẬT LIỆU HAI CHIỀU PENTA-GRAPHENE Nguyễn Thị Bảo Trang1,2, Lê Hoàng Nhân1, Trương Quốc Tuấn1, Trúc Anh Nguyễn3, Đặng Minh Triết4* Khoa Khoa Học Tự Nhiên, Trường Đại học Cần Thơ, Đường 3/2, Ninh Kiều, Cần Thơ, Việt Nam Phổ thông Cao đẳng FPT Polytechnic Cần Thơ, 288 Nguyễn Văn Linh, Ninh Kiều, Cần Thơ, Việt Nam Khoa Khoa Học Cơ Bản, Trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ, 256 Nguyễn Văn Cừ, Ninh Kiều, Cần Thơ, Việt Nam 4Khoa Sư Phạm, Trường Đại học Cần Thơ, Đường 3/2, Ninh Kiều, Cần Thơ, Việt Nam * Tác giả liên hệ Minh Triết Đặng (Ngày nhận bài: 01-06-2021; Ngày chấp nhận đăng: 03-07-2021) Tóm tắt Graphene chứng minh vật liệu mang tính đột phá cho ngành vật liệu bán dẫn Tuy nhiên, với độ rộng vùng cấm gần không, graphene có hạn chế định ứng dụng để chế tạo linh kiện điện tử Các nghiên cứu gần cho thấy penta-graphene với độ rộng vùng cấm 2,2–4,3 eV độ bền – nhiệt cao dung hòa nhược điểm graphene Tuy nhiên, bị nung nóng, penta-graphene chuyển từ cấu trúc vịng điển hình sang cấu trúc vịng graphene, điều kiện cụ thể để trình chuyển pha hình thành chưa nghiên cứu chi tiết Trong báo này, nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ nung đến tính chất nhiệt động phi cân penta-graphene phương pháp mô động học phân tử Ở tốc độ nung lớn, penta-graphene dần chuyển sang graphene mà khơng có điểm chuyển pha rõ nét Tuy nhiên, penta-graphene nung chậm, trình chuyển pha từ penta-graphene sang graphene trình chuyển pha loại I với gián đoạn thông số nhiệt động điểm chuyển pha Kết góp phần bổ sung thơng số kỹ thuật quan trọng việc ứng dụng vật liệu penta-graphene để chế tạo linh kiện quang – điện tử tương lai Từ khóa: graphene, penta-graphene, chuyển pha phi cân bằng, mô động học phân tử Non-equilibrium phase transition of two-dimensional penta-graphene Nguyen Thi Bao Trang1,2, Le Hoang Nhan1, Truong Quoc Tuan1, Truc Anh Nguyen3, Dang Minh Triet4* College of Natural Sciences, Can Tho University, 3/2 St., Ninh Kieu, Can Tho, Viet Nam FPT Polytechnic Can Tho, 288 Nguyen Van Linh St., Ninh Kieu, Can Tho, Viet Nam Faculty of Basic Sciences, Can Tho University of Technology, 256 Nguyen Van Cu St., Ninh Kieu, Can Tho, Viet Nam School of Education, Can Tho University, 3/2 St., Ninh Kieu, Can Tho, Viet Nam * Correspondence to Minh Triet Dang (Received: 01 June 2021; Accepted: 03 July 2021) DOI: 10.26459/hueunijns.v130i1C.6296 139 Nguyễn Thị Bảo Trang CS Abstract Graphene has received enormous attention in the semiconductor industry during the last two decades However, since graphene is a gapless semiconductor, it has critical challenges to be engineered into semiconductor devices Recent reports have shown that penta-graphene stands out as a promising semiconductor candidate with an electronic bandgap between 2.2 and 4.3 eV; thus, it can surmount graphene’s obstacles However, when being heated, penta-graphene can transform its configurations from pentagonal lattices to hexagonal graphene-like heterostructures, resulting in a significant electronic modification In this paper, we investigate the effect of heating rates on the non-equilibrium phase transition of a two-dimensional penta-graphene by using molecular dynamic simulations We have shown that, with a fast-heating process, penta-graphene naturally transforms to graphene without a clear phase separation point Nevertheless, with a sufficiently slow heating protocol, this transition is a first-order phase transition from a pentagonal to a more stable hexagonal configuration These results provide the possibility to implement penta-graphene in future optoelectronic devices Keywords: graphene, penta-graphene, non-equilibrium phase transition, molecular dynamic simulations Đặt vấn đề tiếp đến cấu trúc tính chất nhiệt động vật Kể từ giới thiệu vào năm 2004, độ nung nóng đến trình chuyển pha loại graphene tạo nên bước đột phá cho vật liệu bán dẫn dự đoán mở kỷ nguyên cho ngành khoa học vật liệu hai chiều (2D) [1, 2] Graphene có đặc tính cơ, nhiệt, quang vượt trội loại vật liệu khác, với giá thành cạnh tranh, hứa hẹn nhiều tiềm việc chế tạo linh kiện quang – điện tử lưu trữ lượng… Tuy nhiên, hạn chế graphene lĩnh vực graphene có độ rộng vùng cấm (band gap) không dẫn đến việc điều khiển đóng mở trạng thái điện tử gặp khơng khó khăn Chính thế, việc nghiên cứu tìm kiếm nguồn vật liệu có đặc tính giống graphene lại điều khiển độ rộng vùng cấm cần thiết Năm 2014, Zhang cs trích xuất thành cơng carbon-T12 để đề xuất mơ hình vật liệu pentagraphene [3, 4] Penta-graphene vật liệu có độ rộng vùng cấm gián tiếp nội dao động từ 2,2 đến 4,3 eV [3, 5, 6], dễ dàng điều khiển q trình đóng mở trạng thái truyền dẫn linh kiện điện tử Hơn nữa, penta-graphene có độ bền – nhiệt học cao lên đến 1000 K [3, 7, 8], dễ dàng đáp ứng điều kiện khắc nghiệt siêu máy tính vận hành trạng thái đa luồng thời gian dài Penta-graphene có độ bền nhiệt cao Trong q trình nung nóng, tốc độ nung có ảnh hưởng trực 140 liệu Tuy nhiên, việc nghiên cứu ảnh hưởng tốc vật liệu chưa tiến hành chi tiết Lý thuyết chuyển pha cho thấy rằng, q trình nung nóng tồn cục, phạm vi chịu nhiệt thích hợp, tốc độ nung nóng lớn, vật liệu biến dạng đồng phân tử vật chất chuyển động nhiệt nhanh, hình thái học khối vật liệu biến đổi đồng thời; vật liệu chuyển pha mà khơng xuất điểm chuyển pha Tg rõ nét Tuy nhiên, tốc độ nung nóng nhỏ, phân tử vật liệu bị giam cầm phân tử lân cận Các thơng số vi mơ không thay đổi nhiều khoảng nhiệt độ định, sau đột ngột thay đổi cấu trúc, dẫn đến gián đoạn thông số nhiệt động điểm chuyển pha Vật rắn chuyển từ trạng thái tinh thể sang trạng thái tinh thể khác từ trạng thái tinh thể sang trạng thái vơ định hình Sự chuyển pha này, xuất hiện, dẫn đến q trình chuyển pha loại I nhiệt động lực học, tương tự chuyển pha trạng thái khí lỏng với xuất cấu trúc dị thể nội vật rắn (tương tự chuyển pha vật liệu vơ định hình) [9-11] Cranford [12] vật liệu penta-graphene chuyển pha điểm tới hạn T ≈ 600 K việc thiết lập trình chuyển đổi cấu trúc từ penta-graphene sang Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên Tập 130, Số 1C, 139–147, 2021 pISSN 1859-1388 eISSN 2615-9678 graphene Tuy nhiên, cấu trúc dị thể hình thành xử lý để khảo sát thay đổi enthalpy, giai đoạn chuyển tiếp chưa đề cập tỷ số Lindemann, nhiệt dung riêng hệ số dẫn cụ thể Trong nghiên cứu này, phương pháp nhiệt theo nhiệt độ với việc phân tích cấu động lực học phân tử với kích thước mẫu đảm bảo hình vi mơ số điểm nhiệt độ điển hình tính thống kê, khảo sát chi tiết vật liệu hai chiều penta-graphene trình chuyển pha vật liệu penta-graphene hai chiều thông qua việc so sánh trực tiếp cấu trúc dị thể giản đồ enthalpy, nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt thông số nhiệt động Lindemann; từ làm rõ chất trình chuyển pha phi cân loại vật liệu quan trọng Mơ hình tính tốn Mơ hình vật liệu hai chiều penta-graphene nghiên cứu xây dựng phương pháp động lực học phân tử (MD) với tương tác Tersoff Để đảm bảo độ tin cậy thống kê khảo sát tính chất nhiệt động lực học cấu trúc dị thể vật liệu penta-graphene trình chuyển pha, áp dụng điều kiện biên cứng với 10800 nguyên tử carbon Cụ thể, sau mơ hình penta-graphene thiết lập, tiến hành hồi phục mẫu 50 K sau 105 bước MD để đạt trạng thái cân chế độ cân đẳng nhiệt đẳng áp (NPT) (Hình 1) giữ chế độ suốt q trình tính tốn Hệ mơ nung đến 7000 K với năm tốc độ nung tương ứng λ1 = 0,025, λ2 = 2,5, λ3 = 25, λ4 = 100 λ5 = 250 K/ps, để khảo sát chuyển pha Với bước thời gian nung (time-step) femto giây, tổng thời gian nung tương ứng với tốc độ 278000, 2780, 278, 69,5 27,8 ps Q trình mơ thực với phần mềm LAMMPS [13] Sau trình nung kết thúc, liệu số Kết thảo luận 3.1 Sự phụ thuộc enthalpy vào nhiệt độ Quá trình chuyển pha vật liệu penta- graphene thể qua thay đổi enthalpy hệ (Hình 2) Nếu nội bao gồm tổng động tương tác nguyên tử enthalpy hàm nội phụ thuộc vào thay đổi entropy áp suất hệ theo phương trình dH = T × dS = δQ Trong nghiên cứu này, thực q trình nung nóng áp suất khơng đổi; độ biến thiên enthalpy hệ có giá trị lượng nhiệt mà hệ nhận biến thiên enthalpy đồng nghĩa biến đổi entropy hay thơng số trật tự hệ Quan sát Hình thấy, enthalpy có giá trị giảm đột ngột điểm nhiệt độ định với tốc độ nung khác nhau; điểm nhiệt độ nhiệt độ chuyển pha Tg Cụ thể, nhiệt độ chuyển pha Tg tăng theo tốc độ nung từ λ1 đến λ4 tương ứng với nhiệt độ 1300, 1850, 2740 3300 K Điều tương đồng với nghiên cứu trước chuyển đổi penta-graphene sang hexagraphene [12] khoảng 2000–4100 K Riêng với tốc độ nung nhanh nhất, λ5, khơng xuất q trình chuyển pha; enthalpy đồng biến với nhiệt độ toàn khoảng nhiệt độ khảo sát Đặc biệt, tốc độ nung chậm nhất, λ1, đường cong enthalpy bị gãy khúc nhiều lần 1300, 1450, 2300 3550 K, cho thấy không đồng mặt cấu trúc vật liệu, thể tồn đồng thời trạng thái lượng Hơn nữa, điều cho thấy mức độ linh động cần thiết nguyên tử carbon để phá vỡ cấu trúc hình thành Hình Một phần mơ hình tinh thể penta-graphene 50 K với cấu trúc vịng điển hình DOI: 10.26459/hueunijns.v130i1C.6296 liên kết mới; tương ứng chuyển thể penta-graphene sang thù hình khác carbon 141 Nguyễn Thị Bảo Trang CS Hình Sự phụ thuộc enthalpy vào nhiệt độ với năm tốc độ nung khác (a) biến thiên enthalpy với riêng hai tốc độ nung nhỏ (b) 3.2 Sự thay đổi tỷ số Lindemann theo nhiệt độ với tốc độ nung λ2 Ở vùng nhiệt độ thấp T < Tg, Ngồi biến đổi thơng số trật tự qua nhiệt độ Đây giai đoạn mà nguyên tử bắt đầu entropy, trình chuyển pha penta-graphene thể qua thăng giáng động chuyển động nhiệt phân tử bị giam cầm hố phân tử lân cận [14] Cụ thể, trình chuyển pha trạng thái rắn xảy trung bình bình phương độ dịch chuyển phân tử hay gọi tỷ số Lindemann tính theo biểu thức δi = ∆ri r , tỷ số Lindemann phụ thuộc tuyến tính vào chuyển động tự xác suất va chạm nhỏ dẫn đến trung bình bình phương độ dịch chuyển tăng dần nhiệt độ tăng Tại vị trí mà đường biểu diễn tỷ số Lindemann bắt đầu thay đổi phi tuyến theo nhiệt độ, tương ứng với nhiệt độ chuyển pha Tg = 1950 K, tỷ số Lindemann thể thay đổi rõ nét theo nhiệt độ Từ Tg đến 2300 K, tương tác phân tử giảm mạnh, đồng thời tỷ số Lindemann tăng nhanh, đồng nghĩa với tương tác phân tử carbon yếu đi, tạo điều kiện cho phân tử carbon khỏi hàng rào chúng Ở khoảng 2300– vượt giá trị ngưỡng định [15] Hãy tưởng 4000 K, tương tự giản đồ enthalpy, đường cong tượng rằng, điều kiện lý tưởng (khi chưa có lại tiếp tục bị gãy khúc lần hai giảm tuyến chuyển pha), phân tử tinh thể rắn penta- tính so với giai đoạn từ Tg đến 2300 graphene chuyển động nhiệt khơng ngừng vị trí nút mạng chúng Tuy nhiên, nhiệt độ penta-graphene tăng dần, phân tử carbon tạo rào thế, giam cầm phân tử carbon bên Trạng thái chuyển pha hình thành phân tử carbon thoát khỏi rào phân tử lân cận, tương ứng với tăng đột ngột tỷ số Lindemann Hình biểu diễn phụ thuộc vào nhiệt độ nguyên tử (tổng lượng tương tác nguyên tử mơ hình tính trung bình cho ngun tử) tỷ số Lindemann 142 Hình Đồ thị tỷ số Lindemann Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên Tập 130, Số 1C, 139–147, 2021 pISSN 1859-1388 eISSN 2615-9678 3.3 K; tương tự tỷ số Lindemann tăng tuyến tính giai đoạn trước Điều cho phép dự đốn vật chất chuyển Sự gián đoạn lượng toàn phần theo nhiệt độ Để hiểu cụ thể biến thiên sang dạng lỏng có đồng cao lượng hệ (bao gồm entropy động mặt cấu trúc Để cụ thể hóa dự đốn trên, chuyển động nhiệt) theo nhiệt độ tốc độ nung, tiến hành khảo sát thay đổi cấu trúc khảo sát thay đổi lượng tồn qua hàm phân bố xun tâm Hình Ở 300 K, vật phần hệ liệu penta-graphene giữ cấu trúc ngũ giác d𝐸𝐸 d𝑇𝑇 theo nhiệt độ (Hình 5) Ở Hình 5a, ứng với tốc độ nung lớn nhất, λ5, độ biến thiên điển hình hàm phân bố xuyên tâm thể lượng theo nhiệt độ không đổi Tuy đỉnh nhọn rõ nét tinh thể Tuy nhiên, nhiệt nhiên, tốc độ nung nhỏ nhất, λ1, (Hình 5b), độ độ cao, số đỉnh hàm phân bố xuyên tâm biến thiên lượng hệ có ba giai đoạn: giảm dần; đường cong phân bố mịn dần, Ở giai đoạn một, Tg (dưới 1250 K), độ đồng nghĩa với cấu trúc mơ hình bị thay đổi chuyển sang trạng thái vơ định hình Tại điểm Tg = biến thiên lượng toàn phần 1950 K, đồ thị hàm phân bố xuyên tâm có thay dE dT ứng với hai tốc độ nung gần khơng đổi có giá trị trung đổi rõ rệt so với hai khoảng nhiệt độ lân cận Từ bình vào khoảng 24,5 J·mol–1·K–1 Trong giai đoạn 2300 K trở đi, hàm phân bố xuyên tâm trơn tru, hai, khoảng nhiệt độ chuyển pha Tg (khoảng từ cho thấy penta-graphene chuyển sang 1250 đến 1500 K), có thay đổi đột ngột; trạng thái vơ định hình rõ nét độ biến thiên lượng hệ thể tăng vọt với giá trị khoảng 158 J·mol–1·K–1 từ 1250 đến 1358 K khoảng 1358–1500 K lại giảm đột ngột gần giá trị Trong khoảng nhiệt độ này, chuyển động nhiệt nguyên tử mạng lớn; điều cho phép dự đốn có thay đổi lớn mặt cấu trúc vật liệu Ở giai đoạn ba (từ 1500 đến 2200 K), nguyên tử lại tiếp tục tăng tuyến tính theo nhiệt độ tăng chậm so với giai đoạn lượng toàn phần hệ giai đoạn có giá trị Hình Sự thay đổi hàm phân bố xuyên tâm theo nhiệt độ với tốc độ nung λ2 Hình Đồ thị phụ thuộc độ biến thiên lượng dE dT với tốc độ lớn λ5 (a) với tốc độ nung nhỏ λ1 (b) Sự thay đổi hệ số dẫn nhiệt DOI: 10.26459/hueunijns.v130i1C.6296 143 Nguyễn Thị Bảo Trang CS dE không đổi ( dT ≈ 7,3 J·mol–1·K–1) Từ 2200 K trở đi, lượng tồn phần hệ Hình trình bày kết mô vật liệu pentagraphene 10800 nguyên tử với ba tốc độ nung λ1, không thay đổi, cho thấy từ nhiệt độ λ2 λ5 Ở tốc độ nung lớn λ5, đường nét đứt cấu trúc vật liệu thay đổi không đáng kể Nhiệt độ màu đen (Hình 6a) khớp hàm với hệ số T chuyển pha đo phép đo năng, độ biến phù hợp với lý thuyết Green-Kubo phương thiên lượng toàn phần dE dT enthalpy gần trùng khớp nhau, 1325, 1358 1300 K 3.4 Sự thay đổi hệ số dẫn nhiệt Hệ số dẫn nhiệt thơng số quan trọng góp phần vào việc thiết kế đánh giá thiết bị điện tử, đặc biệt lĩnh vực điện tử nano quang nano Để giảm sai hỏng tăng thời gian sử dụng thiết bị, hệ số dẫn nhiệt lớn giúp việc tản nhiệt thiết bị điện tử diễn tốt Tuy nhiên, hệ số dẫn nhiệt nhỏ giúp thiết bị nhạy với thay đổi nhiệt – điện thiết bị điện tử Theo nghiên cứu lý thuyết trước đây, hệ số dẫn nhiệt penta-graphene nhiệt độ phòng vào khoảng 167 W·m–1·K–1, thấp nhiều so với graphene (4000 W·m–1·K–1) hay khoảng 3000–5000 W·m–1·K–1 [16, 17] Như vậy, rõ ràng ta thấy độ nhạy ưu việt penta-graphene so với graphene Theo Wu cs [16], hệ số nhiệt tuân theo hàm Green-Kubo, mơ tả theo phương trình κ= ∑ −0.62 pháp gần SMRT (single mode relaxation time) khoảng 1000 K [3] Tuy nhiên, tốc độ nung λ1 λ2 (Hình 6b), trước nhiệt độ chuyển pha (1325 K), hệ số dẫn nhiệt biến thiên phi tuyến với nhiệt độ khoảng từ 167 đến 100 W·m–1·K– Từ nhiệt độ chuyển pha Tg, hệ số dẫn nhiệt giảm đột ngột từ 100 xuống 10 W·m–1·K–1, sau hệ số dẫn nhiệt gần biến đổi không đáng kể (do đặc điểm tương đồng nên chúng tơi phân tích tốc độ nung λ1) Điều chứng tỏ, tốc độ nung nhỏ, độ linh động nguyên tử carbon lớn ngun tử carbon tìm vị trí bền vững mà thay đổi nhỏ cấu trúc dẫn đến thay đổi lớn hệ số dẫn nhiệt penta-graphene hai chiều Có thể thấy, hệ số dẫn nhiệt dao động liên tục khoảng nhiệt độ Tg; điều củng cố lý thuyết nghiên cứu trước pentagraphene nhạy với biến đổi nhiệt Ở nhiệt độ phòng (khoảng 300 K), hệ số dẫn nhiệt nghiên cứu gần trùng khớp với hệ số dẫn nhiệt công bố trước nhiệt độ tăng hệ c ( k , p )v (k , v)e k, p − t τ (k , p) số dẫn nhiệt giảm dần [18] Hình Sự phụ thuộc hệ số nhiệt theo nhiệt độ với tốc độ nung λ1 , λ5 (a) λ1, λ2 (b) Đường nét đứt thể khớp hàm κ (W / mK ) ≅ T −0.62 (a) 144 Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên Tập 130, Số 1C, 139–147, 2021 3.5 pISSN 1859-1388 eISSN 2615-9678 Sự thay đổi cấu trúc vật liệu mặt cấu trúc vật liệu hai chiều penta-graphene theo nhiệt độ 300 K với cấu trúc vịng năm cạnh đặc trưng Khi Hình ảnh cấu trúc mô cho thấy tranh rõ nét thay đổi cấu trúc vật liệu theo nhiệt độ Sự chuyển pha hiểu phá vỡ cấu trúc vật liệu dẫn đến thay đổi thông số đặc trưng hệ mà cụ thể điểm gián đoạn Tg (nhiệt độ chuyển pha ứng với tốc độ nung nhỏ λ1 1325 K) Một thông số trật tự thường khảo sát chuyển pha thay đổi cấu trúc vòng liên kết Theo tiêu chí Guttman, vịng liên kết định nghĩa đường ngắn để quay trở lại nút (hoặc nguyên tử) định từ lân cận gần [16, 19-21] Ở Hình Hình 8, chúng tơi trình bày số cấu hình đặc trưng vật liệu penta-graphene điểm nhiệt độ khác sử dụng phần mềm I.S.A.A.C.S [22] để tính tốn vẽ giản đồ thay đổi tỉ lệ vịng liên kết mơ hình dựa theo tiêu chí Guttman [20] Hình 7a cho thấy đồng nhiệt độ tăng, cấu trúc ngũ giác vật liệu pentagraphene bị thay đổi; bắt đầu xuất sai hỏng biến dạng vòng liên kết Từ khoảng 600 K đến Tg, q trình chuyển pha có xuất vịng tám cạnh với tỉ lệ thấp (Hình 7b 8) Như vậy, khoảng nhiệt độ Tg, cấu trúc mơ hình khơng thay đổi nhiều Khi nung đến khoảng Tg, có gián đoạn mặt cấu trúc tương ứng với trình chuyển dịch từ vòng năm cạnh sang cấu trúc vòng lớn năm cạnh dạng vơ định hình (cấu trúc vịng lớn năm cạnh chủ yếu vòng tám cạnh) Điểm gián đoạn thể rõ nét chuyển pha loại I vật liệu penta-graphene theo nhiệt độ, tương đồng với nghiên cứu Cranford [12] Trong khoảng nhiệt độ từ Tg đến 2000 K, cấu trúc mơ hình có thay đổi đột biến phức tạp với xuất vòng sáu bảy cạnh nhằm tìm kiếm trạng thái bền vững vật liệu penta-graphene (Hình 7c, 7d Hình 8) Hình Cấu trúc phóng to mơ tả thay đổi vòng liên kết số điểm nhiệt độ ứng với tốc độ nung λ1 DOI: 10.26459/hueunijns.v130i1C.6296 145 Nguyễn Thị Bảo Trang CS khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 103.01-2018.308 Lời cảm ơn Tác giả chân thành cám ơn GS Văn-An Đinh với gợi ý quý báu trình nghiên cứu Tài liệu tham khảo Hình Tỉ lệ vòng liên kết theo nhiệt độ với tốc độ nung λ1 Bằng cách khảo sát đồng thời biến thiên thông số nhiệt động cấu trúc dị thể vật liệu hai chiều penta-graphene, thành cơng việc giải thích gián đoạn enthalpy điểm chuyển pha penta-graphene ứng với tốc độ nung nhỏ λ1 Kết luận Chúng thông số cấu trúc hàm nhiệt động học vật liệu hai chiều pentagraphene thay đổi rõ nét theo tốc độ nung thể trình chuyển pha loại I từ cấu trúc vịng ngũ giác đặc trưng sang cấu trúc lục giác bền Việc thay đổi cấu trúc có ý nghĩa quan trọng việc điều khiển độ rộng vùng cấm vật liệu penta-graphene Bằng cách khảo sát chi tiết ảnh hưởng tốc độ nung lên vật liệu hai chiều pentagraphene, làm rõ kết luận Cranford [12] điều kiện hình thành trình chuyển pha loại I đồng thời rõ ảnh hưởng cấu trúc lên thông số nhiệt động lực học Thông tin tài trợ Đề tài tài trợ Dự án Nâng cấp Trường Đại học Cần Thơ VN14-P6 nguồn vốn vay ODA từ phủ Nhật Bản Quỹ Phát triển 146 Allen MJ, Tung VC, Kaner RB Honeycomb carbon: A review of graphene Chemical Reviews 2009;110(1):132-145 Novoselov KS Electric field effect in atomically thin carbon films Science 2004;306(5696):666-669 Zhang S, Zhou J, Wang Q, Chen X, Kawazoe Y, Jena P Penta-graphene: A new carbon allotrope Proceedings of the National Academy of Sciences 2015;112(8):2372-2377 Einollahzadeh H, Fazeli SM, Dariani RS Studying the electronic and phononic structure of pentagraphane Science and Technology of Advanced Materials 2016;17(1):610-617 Santos RMD, Sousa LED, Galvão DS, Ribeiro LA Tuning Penta-Graphene Electronic Properties Through Engineered Line Defects Scientific Reports 2020;10(1) Mi TY, Triet DM, Tien NT Adsorption of gas molecules on penta-graphene nanoribbon and its implication for nanoscale gas sensor Physics Open 2020;2:100014 Tersoff J Modeling solid-state chemistry: Interatomic potentials for multicomponent systems Physical Review B 1989;39(8):5566-8 Ewels CP, Rocquefelte X, Kroto HW, Rayson MJ, Briddon PR, Heggie MI Predicting experimentally stable allotropes: Instability of penta-graphene Proceedings of the National Academy of Sciences 2015;112(51):15609-15612 Chikkadi V, Miedema DM, Dang MT, Nienhuis B, Schall P Shear banding of colloidal glasses: Observation of a dynamic first-order transition Physical Review Letters 2014;113(20):1-5 10 Denisov DV, Dang MT, Struth B, Zaccone A, Wegdam GH, Schall P Sharp symmetry-change Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên Tập 130, Số 1C, 139–147, 2021 marks the mechanical failure transition of glasses Scientific Reports 2015;5(1) 11 Denisov D, Dang MT, Struth B, Wegdam G, Schall P Resolving structural modifications of colloidal glasses by combining x-ray scattering and rheology Scientific Reports 2013;3(1) 12 Cranford SW When is less than 5? Penta- to hexagraphene transition Carbon 2016;96:421-428 13 Plimpton S Fast Parallel Algorithms for ShortRange Molecular Dynamics Journal of Computational Physics 1995 03;117(1):1-19 14 Fan X, Pan D, Li M Rethinking Lindemann criterion: A molecular dynamics simulation of surface mediated melting Acta Materialia 2020;193:280290 15 Vopson MM, Rogers N, Hepburn I The generalized Lindemann melting coefficient Solid State Communications 2020;318:113977 16 Wu X, Varshney V, Lee J, Zhang T, Wohlwend JL, Roy AK, et al Hydrogenation of penta-graphene leads to unexpected large improvement in thermal conductivity Nano Letters 2016;16(6):3925-3935 DOI: 10.26459/hueunijns.v130i1C.6296 pISSN 1859-1388 eISSN 2615-9678 17 Seol JH, Jo I, Moore AL, Lindsay L, Aitken ZH, Pettes MT, et al Two-dimensional phonon transport in supported graphene Science 2010;328(5975):213216 18 Xu W, Zhang G, Li B Thermal conductivity of pentagraphene from molecular dynamics study The Journal of Chemical Physics 2015 Oct 21;143(15):154703 19 Pop E, Varshney V, Roy AK Thermal properties of graphene: Fundamentals and applications MRS Bulletin 2012;37(12):1273-1281 20 Le Roux S, Jund P Ring statistics analysis of topological networks: New approach and application to amorphous GeS2 and SiO2 systems Computational Materials Science 2010;49(1):70-83 21 Guttman L Ring structure of the crystalline and amorphous forms of silicon dioxide Journal of NonCrystalline Solids 1990;116(2-3):145-147 22 Le Roux S, Petkov V ISAACS-interactive structure analysis of amorphous and crystalline systems Journal of Applied Crystallography 2010;43(1):181185 147