Nghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độNghiên cứu cấu trúc điện tử và trật tự từ của vật liệu Graphit cacbon nitơ bằng lý thuyết hàm mật độ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Nguyễn Quang Huy NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐIỆN TỬ VÀ TRẬT TỰ TỪ CỦA VẬT LIỆU GRAPHÍT CÁCBON NITƠ BẰNG LÝ THUYẾT PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Nguyễn Quang Huy NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC ĐIỆN TỬ VÀ TRẬT TỰ TỪ CỦA VẬT LIỆU GRAPHÍT CÁCBON NITƠ BẰNG LÝ THUYẾT PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết Vật lý toán Mã số: 8440103 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hướng dẫn 1: TS Phạm Nam Phong Hướng dẫn 2: PGS TS Nguyễn Huy Việt Hà Nội - 2019 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan cơng trình sản phẩm khoa học thân, thực hướng dẫn TS Phạm Nam Phong PGS TS Nguyễn Huy Việt Các kết luận văn trung thực, theo chuẩn mực nghiên cứu khoa học Lời cảm ơn Các nghiên cứu phần kết Luận văn nằm khuôn khổ nghiên cứu tài trợ Đề tài NAFOSTED mã số 103.01–2017.359 với cơng bố Tóm tắt Luận văn nghiên cứu vật liệu graphít cácbon nitơ nhằm tìm kiếm tính chất lạ ứng dụng tiềm lĩnh vực spintronics Cụ thể, nghiên cứu hướng đến vật liệu g-s-triazine g-C 4N3 g-h-triazine g-C3N4, sử dụng phương pháp Lý thuyết phiếm hàm mật độ Hấp phụ ngun tử hyđrơ hóa đề xuất nhằm biến đổi cấu trúc từ tính vật liệu Cấu trúc điện tử chuyển pha trật tự từ, phản sắt từ chúng, tâm điểm nghiên cứu Luận văn Từ khóa: Phiếm hàm mật độ, graphít cácbon nitơ, cấu trúc điện tử, hấp phụ, phản sắt từ (Density functional, graphitic carbon nitride, electronic structure, adsorption, antiferromagnet) Danh mục ký hiệu chữ viết tắt HM Half-metal Nửa kim loại MS Magnetic semiconductor Bán dẫn từ SGS Spin gapless semiconductor Bán dẫn spin không gap BMS Bipolar magnetic semiconductor Bán dẫn từ lưỡng cực NM Nonmagnetic Phi từ FM Ferromagnet Sắt từ FIM Ferrimagnet Feri từ AFM(*) Antiferromagnet Phản sắt từ FCF Fully compensated ferrimagnet Feri từ bù trừ hoàn toàn g-CN graphitic carbon nitride graphít cácbon nitơ DFT Density Functional Theory Lý thuyết phiếm hàm mật độ (*) Thuật ngữ AFM sử dụng để tính chất FCF Luận văn Danh mục bảng Bảng Nội dung Trang 3.1 Hằng số mạng a tính chất từ g-C4N3 với hấp phụ H, B N 39 3.2 Phân tích chuyển điện tích theo phương pháp Bader với hệ HC4N3 HC4N3BN 41 3.3 Hằng số mạng a (Å) tính chất từ g-C3N4 với nguyên tử hấp phụ thuộc nhóm 2p 44 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình Nội dung Trang 1.1 g-s-triazine (gst) g-C4N3 12 1.2 g-h-triazine (ght) g-C3N4 13 2.1 Ơ mạng sở (1 × 1) gst ght 28 3.1 Cấu trúc vùng mật độ trạng thái gst 35 3.2 Mật độ trạng thái PDOS mật độ spin ρs gst 36 3.3 Ô sở (1 x 1) HC4N3BN 37 3.4 PDOS gst hấp phụ H, B N 38 3.5 PDOS cho lược đồ hấp phụ với HC4N3 chưa hồi phục HC4N3BN 40 3.6 Mật độ spin mật độ điện tích liên kết HC4N3BN 42 3.7 Ô sở (1 x 1) ght với nguyên tử hấp phụ nhóm 2p 44 3.8 PDOS ght hấp phụ H, B O 46 3.9 PDOS vật liệu feri từ dựa ght 47 3.10 PDOS vật liệu phản sắt từ dựa ght 48 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .10 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GRAPHÍT CÁCBON NITƠ VÀ LÝ THUYẾT PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ 12 1.1 TỔNG QUAN VỀ GRAPHÍT CÁCBON NITƠ .12 1.2 LÝ THUYẾT PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ .14 1.2.1 Định lí Hohenberg–Kohn 15 1.2.2 Phương trình Kohn–Sham 16 1.2.3 Phiếm hàm tương quan–trao đổi 17 1.2.4 Phương pháp giả sóng phẳng 18 1.3 CÁC BÀI TOÁN ĐƯỢC NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN VĂN .25 CHƯƠNG MƠ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN .26 2.1 GÓI PHẦN MỀM QUANTUM ESPRESSO .26 2.2 MƠ HÌNH VẬT LIỆU .27 2.2.1 Ô mạng sở .28 2.2.2 Tính tốn tự hợp ‘scf’ hồi phục cấu trúc ‘vc-relax’ 31 2.2.3 Cấu trúc vùng mật độ trạng thái .32 2.3 CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN 33 CHƯƠNG CẤU TRÚC ĐIỆN TỬ VÀ TRẬT TỰ TỪ CỦA GRAPHÍT CÁCBON NITƠ 34 3.1 G-S-TRIAZINE G-C4N3 .34 3.1.1 Cấu trúc điện tử 34 3.1.2 Nửa kim loại-sắt từ 36 3.2 G-C4N3 VỚI HẤP PHỤ H, B VÀ N 37 3.2.1 Mật độ trạng thái 37 3.2.2 Trật tự từ 39 3.2.3 Bán dẫn phản sắt từ đơn lớp 39 3.3 G-H-TRIAZINE G-C3N4 43 3.3.1 Sắt từ 45 3.3.2 Feri từ 47 3.3.3 Phản sắt từ 48 KẾT LUẬN 50 PHỤ LỤC 55 MỞ ĐẦU Sự phát triển lĩnh vực spintronics, với hệ linh kiện spintronic vòng vài năm gần đây, thúc đẩy nghiên cứu nhằm tìm kiếm, thiết kế vật liệu tiên tiến với cấu trúc điện tử lạ từ tính mong muốn Spintronics, nói vắn tắt lĩnh vực nghiên cứu bậc tự spin điện tử, với mơmen từ tương ứng nó, hướng đến ứng dụng linh kiện sử dụng tính chất đó, tương tự với ngành điện tử học truyền thống Trong bối cảnh đó, vật liệu với tính chất lạ nửa kim loại hay bán dẫn từ nhận mối quan tâm nghiên cứu liên ngành hóa học, vật lý, khoa học vật liệu Nửa kim loại lớp vật liệu với cấu trúc điện tử mang chất "một nửa" bán dẫn, với định hướng spin điện tử, "một nửa" kim loại, với định hướng spin lại Truyền dẫn điện tử vật liệu phân cực spin hoàn toàn, yêu cầu cho ứng dụng spintronic Bên cạnh đó, bán dẫn từ mục tiêu nghiên cứu đeo đuổi từ lâu lĩnh vực, với yêu cầu có vật liệu bán dẫn mang từ tính mong muốn Nghiên cứu ban đầu lĩnh vực nhằm biến vật liệu bán dẫn phi từ truyền thống trở thành sắt từ, tìm kiếm với bán dẫn từ pha lỗng hay phức hợp nanô chất bán dẫn sắt từ Graphít cácbon nitơ, gọi tắt g-CN, họ vật liệu nghiên cứu sâu rộng năm gần Với cấu trúc tỷ lệ hợp phần khác nhau, vật liệu họ g-CN mang chất đa dạng, từ nửa kim loại bán dẫn, với cấu trúc tính chất điện tử lạ, trội Những nghiên cứu ứng dụng đầy hứa hẹn g-CN bao gồm nanô-(quang) điện tử, xúc tác dị thể, spintronics Sự đa dạng cấu trúc g-CN, với đặc điểm đơn lớp (monolayer), tương tự với vật liệu cácbon graphene, tiền đề cho nghiên cứu nhằm biến đổi tính chất điện tử từ chúng, hướng đến ứng dụng kể 10 Vật liệu ght ban đầu bán dẫn phi từ (NMS) với bề rộng vùng cấm khoảng eV, Hình 3.8 (b), biết đến tham khảo khác [Ngọc_2018, Ong_2016] Ở đây, báo cáo số lược đồ hấp phụ điển hình, nhằm biến ght thành vật liệu sắt từ ght hyđrơ hóa HC3N4, với hấp phụ B O Kết thú vị là, hấp phụ H vị trí nguyên tử N(1) ô mạng biến bán dẫn-phi từ ght thành nửa kim loại-sắt từ Điểm khác biệt với gst trình bày phần trước tính chất nửa kim loại đến từ đóng góp khơng nguyên tử N mà nguyên tử C ô mạng (a) PBEsol (b) HSE06 45 Hình 3.8 PDOS ght hấp phụ H, B O Kết với (a) PBEsol (b) HSE06 Đáng ý cấu trúc điện tử đặc biệt HC 3N4BO, với điện tử và/hoặc lỗ trống phân cực spin hoàn toàn lượng kích thích khơng Nó biết đến Bán dẫn spin không gap (SGS) [Wang_2008], lớp vật liệu spintronics đóng vai trò cầu nối nửa kim loại bán dẫn sắt từ [Ouardi_2013] Tất nhiên, đặc trưng không gap làm cho cấu trúc điện tử vật liệu trở nên nhạy với nhân tố khác trường hay ứng suất [Wang_2008, Ouardi_2013, Phong_2019] Kết kiểm tra với phiếm hàm lai HSE06 cho thấy khe lượng Δ1, thay đặc trưng khơng gap với PBEsol, vật liệu Bán dẫn từ lưỡng cực (BMS) [Li_2012] Mối liên hệ cấu trúc điện tử đặc trưng HM–SGS–BMS vật liệu g-CN tâm điểm nghiên cứu [Phong_2019] Điểm đáng khác tính chất đẳng điện tử (isoelectronic) vật liệu dẫn xuất từ g-CN Hệ HC 3N4BO đẳng điện với HC 4N3BF hay HC4N3CO nghiên cứu trước với gst [Phong_2019] Các tác giả vật liệu mang chất FM-SGS/BMS, tương ứng cho tính tốn với phiếm hàm mật độ PBEsol/HSE06 Những kết thú vị cần làm rõ hơn, trơng đợi giúp ích khơng việc giải thích trật tự từ thu mà vấn đề thiết kế vật liệu tiên tiến 46 với từ tính mong muốn dựa g-CN, cho nghiên cứu ứng dụng spintronics 3.3.2 Feri từ Trong số hệ ght biến tính với trật tự feri từ, trình bày kết PDOS cho vật liệu điển hình: HC 3N4BN C3N4BC, mối liên hệ với hệ phản sắt từ tương ứng phần sau Ta ý tới vai trò hyđrơ hóa chuyển pha trật tự từ FIM–FCF Cụ thể là, hấp phụ nguyên tử H N(1) biến feri từ C3N4BC thành phản sắt từ HC 3N4BC, phản sắt từ C3N4BN lại trở thành feri từ HC3N4BN, xem hình 3.(9,10) bảng 3.3 (a) PBEsol (b) HSE06 Hình 3.9 PDOS vật liệu feri từ dựa ght 47 3.3.3 Phản sắt từ (a) PBEsol (b) HSE06 Hình 3.10 PDOS vật liệu phản sắt từ dựa ght Kết thú vị là, hệ HC 3N4BC, đẳng điện với C3N4BN, có chất (gần như) SGS, xem Hình 3.10 (b) trên, HC4N3BN, với chất FCFS, xem Hình 3.(4,5) phần 3.2, vật liệu Bán dẫn phản sắt từ lưỡng cực (bipolar FCFS) Đây vật liệu tìm thấy với cấu trúc điện tử thế, theo hiểu biết chúng tôi, với khe lượng tương đối hẹp Tính chất đẳng điện lần cho thấy khía cạnh thú vị tầm quan trọng nghiên cứu với vật liệu spintronics dựa g-CN Ngoài ra, việc làm sáng tỏ chất thực vật liệu C3N4BN SGS, hay bán dẫn từ lưỡng cực BMS, kết 48 khác Luận văn tham khảo [Phong_2019] gợi ý, hay đơn kim loại, nghiên cứu gợi mở đầy hứa hẹn Luận văn 49 KẾT LUẬN Luận văn tìm hiểu cấu trúc điện tử trật tự từ vật liệu chiều dựa graphít cácbon nitơ g-CN nhờ hấp phụ với nguyên tố nhóm 2p Những vật liệu vậy, với cấu trúc tính chất khác thiết kế dựa tính tốn lý thuyết phiếm hàm mật độ, nhằm tìm kiếm từ tính mong muốn ứng dụng spintronics Dưới tóm lược kết đạt được: (i) Đề xuất lược đồ hấp phụ với H, B N, nhằm biến tính vật liệu nửa kim loại-sắt từ (FM-HM) g-s-triazine g-C 4N3, để thu vật liệu với trật tự feri từ, C 4N3BN, đặc biệt phản sắt từ, HC 4N3BN Sản phẩm thu số chất bán dẫn phản sắt từ đơn lớp (monolayer FCFS) biết đến (ii) Đưa tranh hóa-lý mối liên hệ cấu trúc điện tử vật liệu HM FCFS dựa g-CN Mấu chốt để đến trật tự FCF cặp nguyên tử hấp phụ B N với tổng số điện tử hóa trị, tương tự quy tắc bát tử (octet rule) hình thành liên kết hóa học (iii) “Quy tắc” mở rộng áp dụng nhằm biến tính tìm kiếm trật tự phản sắt từ cho thành viên khác họ vật liệu g-CN g-htriazine g-C3N4 Kết loạt vật liệu dẫn xuất ght, với trật tự từ khác cấu trúc điện tử lạ Một sản phẩm hấp phụ đáng ý HC3N4BC, vật liệu tìm thấy với cấu trúc điện tử bán dẫn phản sắt từ lưỡng cực (bipolar FCFS), ứng dụng tiềm lĩnh vực spintronics phản sắt từ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [Ngọc_2018] Nguyễn Thị Ngọc, 2018, Cấu trúc Tính chất Điện tử vật liệu Cácbon Nitơ dạng graphít g-C4N3, Đồ án tốt nghiệp, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [Liêm_2014] Bùi Thanh Liêm, 2014, Nghiên cứu vật liệu TiO2 phương pháp bán thực nghiệm, Luận văn thạc sĩ Vật lý, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, Hà Nội Tiếng Anh [Felser_2007] Felser C., Fecher G H., Balke B., 2007, Spintronics: A Challenge for Materials Science and Solid-State Chemistry, Angewandte Chemie International Edition, 46, 668 [Katsnelson_2008] Katsnelson M I., Irkhin V Yu., Chioncel L., Lichtenstein A I., de Groot R A., 2008, Half-metallic ferromagnets: From band structure to many-body effects, Reviews of Modern Physics, 80, 315 [Hirohata_2014] Atsufumi Hirohata, Koki Takanashi, 2014, Future perspectives for spintronic devices, Journal of Physics D: Applied Physics, 47, 193001 [Dietl_2014] Tomasz Dietl, Hideo Ohno, 2014, Dilute ferromagnetic semiconductors: Physics and spintronic structures, Reviews of Modern Physics, 86, 187 51 [Sato_2010] K Sato et al., 2014, First-principles theory of dilute magnetic semiconductors, Reviews of Modern Physics, 82, 1633 [Dietl_2010] Tomasz Dietl, 2010, A ten-year perspective on dilute magnetic semiconductors and oxides, Nature Materials, 9, 965 [Lee_2010] Je Seung Lee, Xiqing Wang, Huimin Luo, Sheng Dai, 2010, Fluidic Carbon Precursors for Formation of Functional Carbon under Ambient Pressure Based on Ionic Liquids, Advanced Materials, 22, 1004 10.[Phong_2019] Pham Nam Phong, Nguyen Thi Ngoc, Pham Thanh Lam, Manh-Thuong Nguyen, Huy-Viet Nguyen, 2019, Spin Gapless and Magnetic Semiconducting graphitic Carbon Nitride with Adsorption, submitted for publication in RSC Advances 11.[Li_2013] Xiaowei Li, Shunhong Zhang, Qian Wang, 2013, Stability and physical properties of a tri-ring based porous g-C4N3 sheet, Physical Chemistry Chemical Physics, 15, 7142 12.[Du_2012] Du A., Sanvito S., Smith S C., 2012, First-Principles Prediction of Metal-Free Magnetism and Intrinsic Half-Metallicity in Graphitic Carbon Nitride, Physical Review Letters, 108, 197207 13.[Kroke_2002] E Kroke et al., 2002, Tri-s-triazine derivatives Part I From trichloro-tri-s-triazine to graphitic C3N4 structures, New Journal of Chemistry, 26, 508 14.[Baltz_2018] V Baltz, A Manchon, M Tsoi, T Moriyama, T Ono, Y Tserkovnyak, 2018, Antiferromagnetic spintronics, Reviews of Modern Physics, 90, 015005 15.[Jungwirth_2016] T Jungwirth, X Marti, P Wadley, J Wunderlich, 2016, Antiferromagnetic spintronics, Nature Nanotechnology, 11, 231 52 16.[Hu_2012] Hu X., 2012, Half-Metallic Antiferromagnet as a Prospective Material for Spintronics, Advanced Materials, 24, 294 17.[Sahoo_2016] Sahoo R et al., 2016, Compensated Ferrimagnetic Tetragonal Heusler Thin Films for Antiferromagnetic Spintronics, Advanced Materials, 28, 8499 18.[Payne_1992] M C Payne et al., 1992, Iterative minimization techniques for ab initio total-energy calculations: molecular dynamics and conjugate gradients, Reviews of Modern Physics, 64, 1045 19.[Barth_2004] U von Barth, 2004, Basic Density-Functional Theory— an Overview, Physica Scripta, T109, 20.[Sholl_2009] D S Sholl, J A Steckel, 2009, Density Functional Theory: A Practical Introduction, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey 21.[Linh_2015] Nguyễn Nhật Linh, 2015, First-principles van der Waals density functional descriptions of structural properties of Polymeric materials, BSc thesis, USTH, Hanoi 22.[Giannozzi_2017] P Giannozzi et al., 2017, Advanced capabilities for materials modelling with Quantum ESPRESSO, Journal of Physics: Condensed Matter, 29, 465901; http://www.quantum-espresso.org/ 23.[Tan_2017] Chaoliang Tan et al., 2017, Recent Advances in Ultrathin Two-Dimensional Nanomaterials, Chemical Reviews, 117, 6225 24.[Tang_2009] W Tang, E Sanville, G Henkelman, 2009, A grid-based Bader analysis algorithm without lattice bias, Journal of Physics: Condensed Matter, 21, 084204; http://theory.cm.utexas.edu/bader/ 53 25.[Akai_2006] H Akai, M Ogura, 2006, Half-Metallic Diluted Antiferromagnetic Semiconductors, Physical Review Letters, 97, 026401 26.[Ong_2016] Wee-Jun Ong, Lling-Lling Tan, Yun Hau Ng, Siek-Ting Yong, Siang-Piao Chai, 2016, Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4)-Based Photocatalysts for Artificial Photosynthesis and Environmental Remediation: Are We a Step Closer To Achieving Sustainability?, Chemical Reviews, 116, 7159 27.[Wang_2008] Wang, X L., 2008, Proposal for a New Class of Materials: Spin Gapless Semiconductors, Physical Review Letters, 100, 156404 28.[Ouardi_2013] Siham Ouardi et al., 2013, Realization of Spin Gapless Semiconductors: The Heusler Compound Mn2CoAl, Physical Review Letters, 110, 100401 29.[Li_2012] Xingxing Li, Xiaojun Wu, Zhenyu Li, Jinlong Yang, J G Hou, 2012, Bipolar magnetic semiconductors: a new class of spintronics materials, Nanoscale, 4, 5680 54 PHỤ LỤC (i) Tập tin đầu vào QE cho tính toán hồi phục cấu trúc ‘vc-relax’ với gst &control calculation='vc-relax', tstress = true., etot_conv_thr= 1.D-5, forc_conv_thr= 1.D-4 ! restart_mode='restart', pseudo_dir = '/home/iop.nhviet/pnphong/pseudo/', prefix='gC4N3', outdir='/tmp/iop.nhviet/pnphong/H-ZAgCN/asgams_data/ph.pbes/gCN/pw.ou t_1g' nstep=50000, tprnfor=.true wf_collect=.true., disk_io = 'low' / &system ibrav=0 celldm(1)=9.14627, celldm(2)=1, celldm(3)=4, celldm(4)=0.5, nat=7, ntyp=2 ecutwfc=80 occupations='smearing', smearing='gaussian' degauss=0.005 nspin=2, input_dft='pbesol' starting_magnetization(1)=0.01 starting_magnetization(2)=0.99 / &electrons mixing_mode='local-TF', mixing_beta = 0.6, conv_thr=1.D-7 / &ions ion_dynamics = 'damp' / &cell cell_dynamics = 'damp-w', press_conv_thr = 3.0 / 55 ATOMIC_SPECIES C 12.010 C_ONCV_PBE-1.0_ATMWFC.UPF N 14.007 N_ONCV_PBE-1.0_ATMWFC.UPF CELL_PARAMETERS (alat= 9.14627000) 0.998202874 -0.000000000 -0.000000000 0.499101437 0.864469047 -0.000000000 -0.000000000 0.000000000 3.999635950 ATOMIC_POSITIONS (crystal) C 0.166666667 0.166666667 C 0.338555366 0.338555366 N 0.660240039 0.179519925 N 0.179519925 0.660240039 C 0.822889268 0.338555366 C 0.338555366 0.822889268 N 0.660240039 0.660240039 K_POINTS automatic 12 12 0 0.500000000 0.500000000 0.500000000 0.500000000 0.500000000 0.500000000 0.500000000 (ii) Tính tốn cấu trúc vùng mật độ trạng thái PDOS - Cấu trúc vùng: &control calculation='bands', tstress = true., etot_conv_thr= 1.D-5, forc_conv_thr= 1.D-4 ! restart_mode='restart', pseudo_dir = '/home/iop.nhviet/pnphong/pseudo/', prefix='gC4N3', outdir='/tmp/iop.nhviet/pnphong/H-ZAgCN/asgams_data/ph.pbes/gCN/pw.ou t_1g' nstep=50000, tprnfor=.true wf_collect=.true., disk_io = 'low' / &system ibrav=0 celldm(1)=9.14627, celldm(2)=1, celldm(3)=4, celldm(4)=0.5, nat=7, ntyp=2 56 ecutwfc=80 occupations='smearing', smearing='gaussian' degauss=0.005 nspin=2, input_dft='pbesol' starting_magnetization(1)=0.01 starting_magnetization(2)=0.99 / &electrons mixing_mode='local-TF', mixing_beta = 0.6, conv_thr=1.D-7 / &ions ion_dynamics = 'damp' / &cell cell_dynamics = 'damp-w', press_conv_thr = 3.0 / ATOMIC_SPECIES C 12.010 C_ONCV_PBE-1.0_ATMWFC.UPF N 14.007 N_ONCV_PBE-1.0_ATMWFC.UPF CELL_PARAMETERS (alat= 9.14627000) 0.998065328 -0.000000000 0.000000000 0.499032664 0.864349928 0.000000000 0.000000000 0.000000000 3.999595089 ATOMIC_POSITIONS (crystal) C 0.166666667 0.166666667 C 0.338346398 0.338346398 N 0.660097552 0.179804899 N 0.179804899 0.660097552 C 0.823307204 0.338346398 C 0.338346398 0.823307204 N 0.660097552 0.660097552 K_POINTS crystal_b 0.0 0.0 0.0 19 0.666667 0.333333 0.0 57 0.500000000 0.500000000 0.500000000 0.500000000 0.500000000 0.500000000 0.500000000 - Mật độ trạng thái: &projwfc prefix='gC4N3' outdir='/home/iop.nhviet/pnphong/H-ZAgCN/asgams_data/ph.pbes/gCN/pw out_1g' ngauss=0, degauss=0.01 DeltaE=0.001 filpdos='gc4n3' / (iii) Tính tốn mật độ spin Bader charge - Mật độ spin: &inputpp prefix='gC4N3' outdir='/tmp/iop.nhviet/pnphong/LiB/hse_q6x6/H-NC3N3B-C/pw.out_1g' filplot= 'SPIN_drho.dat' ! kpoint= ! kband= 16 plot_num= / &plot nfile= filepp(1)= 'SPIN_drho.dat' weight(1)= 1.0 iflag= output_format= fileout= 'SPIN_drho.xsf' / - Bader charge: &inputpp prefix='gC4N3' outdir='/tmp/iop.nhviet/pnphong/LiB/hse_q6x6/H-NC3N3B-C/pw.out_1g' filplot= 'BCA.out' 58 ! kpoint= ! kband= 16 plot_num= / &plot nfile= filepp(1)= 'BCA.out' weight(1)= 1.0 iflag= output_format= fileout= 'BCA.cube' / 59 ... độ Hấp phụ nguyên tử hyđrô hóa đề xuất nhằm biến đổi cấu trúc từ tính vật liệu Cấu trúc điện tử chuyển pha trật tự từ, phản sắt từ chúng, tâm điểm nghiên cứu Luận văn Từ khóa: Phiếm hàm mật độ, ... trúc từ tính chúng Những vật liệu vậy, với cấu trúc tính chất khác thiết kế dựa tính tốn lý thuyết phiếm hàm mật độ Cấu trúc điện tử chuyển pha trật tự từ, phản sắt từ chúng, tâm điểm nghiên cứu, ... đến nghiên cứu cấu trúc điện tử trật tự từ vật liệu graphít cácbon nitơ g-CN Hấp phụ nguyên tử [Tan_2017], cụ thể nguyên tố nhóm 2p, sử dụng nhằm thu vật liệu dẫn xuất từ g-CN, với cấu trúc điện