ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ DFT АТОМНО-СЛОЕВОГО ТРАВЛЕНИЯ АМОРФНОГО ОКСИДА ЦИНКА АЦЕТИЛАЦЕТОНОМ И ЕГО ФТОРСОДЕРЖАЩИМИ ПРОИЗВОДНЫМИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С использованием программного обеспечения ORCA 6.0.1 и LAMMPS проведено комбинированное квантово-химическое и молекулярно-динамическое исследование атомно-слоевого травления аморфного оксида цинка β-дикетонатами: ацетилацетоном, 1,1,1-трифторацетилацетоном и 1,1,1,5,5,5-гексафторацетилацетоном. Методом DFT на уровне теории PBE-D3BJ/def2-SVP изучены энергетические параметры десорбции-десорбции и количественно оценено индуцированное поверхностное напряжение. Установлено, что ацетилацетон вызывает максимальное поверхностное напряжение 1.62 эВ и обеспечивает спонтанное травление благодаря низкой энергии десорбции (2.10 эВ). Фторированные производные демонстрируют самоограничивающийся характер взаимодействия: трифторацетилацетон при энергии десорбции 3.27 эВ индуцирует напряжение 1.05 эВ, а гексафторацетилацетон при энергии десорбции 2.53 эВ проявляет наименьшее воздействие на структуру поверхности (1.01 эВ). Полученные данные позволяют рассматривать 1,1,1-трифторацетилацетон как оптимальный прекурсор для контролируемого атомно-слоевого травления оксида цинка.

Об авторах

У. М Дамыров

Дагестанский государственный университет; Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики

Email: umahan.damurov@gmail.com
филиал ФГБУН Объединенного института высоких температур РАН Махачкала, Россия; Махачкала, Россия

С. Г Гаджимурадов

Институт физики ДФИЦ РАН

Email: umahan.damurov@gmail.com
Махачкала, Россия

С. И Сулейманов

Институт физики ДФИЦ РАН

Email: umahan.damurov@gmail.com
Махачкала, Россия

И. М Абдулагатов

Дагестанский государственный университет

Email: umahan.damurov@gmail.com
Махачкала, Россия

А. И Абдулагатов

Дагестанский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: umahan.damurov@gmail.com
Махачкала, Россия

Список литературы

  1. George S.M. // Acc. Chem. Res. 2020. V. 53. № 6. P. 1151. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00084
  2. George S.M., Lee Y. // ACS Nano. 2016. V. 10. № 5. P. 4889. https://doi.org/10.1021/acsnano.6b02991
  3. Faraz T., Roozeboom F., Knoops H.C.M. et al. // ECS J. Solid State Sci. Technol. 2015. V. 4. № 6. P. 5023. https://doi.org/10.1149/2.0051506jss
  4. Foroughi-Abari A., Cadien K. // Nanofabrication: Techniques and Principles. 2012. P. 143. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-0424-8_6
  5. Kanarik K.J., Lill T., Hudson E.A. et al. // J. Vac. Sci. Technol., A: Vacuum, Surfaces, Films. 2015. V. 33. № 2. P. 020802. https://doi.org/10.1116/1.4913379
  6. Knoops H.C.M., Langeris E., van de Sanden M.C.M. et al. // J. Electrochem Soc. 2010. V. 157. № 12. P. 241. https://doi.org/10.1149/1.3491381
  7. Arts K., Uriainen M., Puurunen R.L. et al. // J. Phys. Chem. C. 2020. V. 124. № 1. P. 27030. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b11082
  8. Lu W., Lee Y., Gerisch J.C. et al. // Nano. Lett. 2019. V. 19. № 8. P. 5159. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b01525
  9. Lee Y., Huffman C., George S.M. // Chem. Mater. 2016. V. 28. № 21. P. 7657. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b02543
  10. Song S.K., Kim J.S., Margayio H.R.M. et al. // ACS Nano. 2021. V. 15. № 7. P. 12276. https://doi.org/10.1021/acsnano.lc04086
  11. Edel R., Alexander E., Nam T. et al. // J. Vac. Sci. Technol., A. 2024. V. 42. № 6. https://doi.org/10.1116/6.0003899
  12. Fang C., Cao Y., Wu D. et al. // Prog. Natural Sci: Matter. Int. 2018. V. 28. № 6. P. 667. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2018.11.003
  13. Sharma D.K., Shukla S., Sharma K.K. et al. // Mater. Today: Proc. 2022. V. 49. № 8. P. 3028. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.238
  14. Peverini L., Ziegler E., Bigault T. et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater Phys. 2005. V. 72. № 4. P. 045445. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.045445
  15. Romero R., Leinen D., Dalchiele E.A. et al. // Thin Solid Films. 2006. V. 515. № 4. P. 1942. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.07.152
  16. Таспуооа M.A., Таспуооа A.A., Бестровов С.К. и др. // Журн. неорган. химии. 2024. Т. 69. № 3. С. 385. https://doi.org/10.31857/S0044457X24030128
  17. Cano A.M., Kondati Natarajan S. et al. // J. Vac. Sci. Technol., A. 2022. V. 40. № 2. P. 022601. https://doi.org/10.1116/6.0001542
  18. Partridge J.L., Abdulagatov A.I., Sharma V. et al. // Appl. Surf. Sci. 2023. V. 638. P. 157923. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.157923
  19. Partridge J.L., Abdulagatov A.I., Zywotko D.R. et al. // Chemistry of Materials. 2024. V. 36. № 15. P. 7151. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.4c00862
  20. Murdzek J.A., George S.M. // J. Vac. Sci. Technol., A. 2020. V. 38. № 2. P. 022608. https://doi.org/10.1116/1.5135317
  21. Mameli A., Verheijen M.A., Mackus A.J.M. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. № 44. P. 38588. https://doi.org/10.1021/acsami.8b12767
  22. Zywotko D.R., George S.M. // Chemistry of Materials. 2017. V. 29. № 3. P. 1183. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b04529
  23. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. № 18. P. 3865. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
  24. Mohimi E., Chu X.I., Trinh B.B. et al. // ECS Journal of Solid-State Science and Technology. 2018. V. 7. № 9. P. 491. https://doi.org/10.1149/2.0211809jss
  25. Chittock N.J., Maas J.F.W., Tezsevin I. et al. // J. Mater. Chem. C. Mater. 2024. V. 13. № 3. P. 1345. https://doi.org/10.1039/d4tc03615h
  26. Kim Y., Chae S., Ha H. et al. // Appl. Surf. Sci. 2023. V. 619. P. 156751. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.156751
  27. Neese F. // Wiley Interdiscip Rev Comput Mol. Sci. 2012. V. 2. № 1. P. 73. https://doi.org/10.1002/wcms.81
  28. Thompson A.P., Aktulga H.M., Berger R. et al. // Comput. Phys. Commun. 2022. V. 271. P. 108171. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2021.108171
  29. Buckingham R. // Proc. R. Soc. Lond. A. 1938. V. 168. № 933. P. 264. https://doi.org/10.1098/rspa.1938.0173
  30. Binks D.J., Grimes R.W. // J. Am. Ceram. Soc. 1993. V. 76. № 9. P. 2370. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1993.tb07779.x
  31. Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. № 12. P. 10089. https://doi.org/10.1063/1.464397
  32. Nosé S. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. № 1. P. 511. https://doi.org/10.1063/1.447334
  33. Hoover W.G. // Phys. Rev. A. 1985. V. 31. № 3. P. 1695. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.31.1695
  34. Wang J., Xiao P., Zhou M. et al. // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. № 2. P. 023512. https://doi.org/10.1063/1.3277053
  35. Binks D.J., Grimes R.W. // J. Am. Ceram. Soc. 1993. V. 76. № 9. P. 2370. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1993.tb07779.x
  36. Bergner A., Dolg M., Küchle W. et al. // Mol. Phys. 1993. V. 80. № 6. P. 1431. https://doi.org/10.1080/00268979300103121
  37. Dittmer A., Isak R., Neese F. et al. // Inorg. Chem. 2019. V. 58. № 14. P. 9303. https://doi.org/10.1021/acs.inorgehem.9b00994
  38. Adamo C., Barone V. // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. № 13. P. 6158. https://doi.org/10.1063/1.478522
  39. Weigend F., Ahriches R. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. V. 7. № 18. P. 3297. https://doi.org/10.1039/b508541a
  40. Deng X.Y., Liu G.H., Jing X.P. et al. // Int. J. Quantum Chem. 2014. V. 114. № 7. P. 468. https://doi.org/10.1002/qua.24593
  41. Grimme S., Antony J., Ehrlich S. et al. // J. Chem. Phys. 2010. V. 132. № 15. P. 154104. https://doi.org/10.1063/1.3382344
  42. Johnson E.R., Becke A.D. // J. Chem. Phys. 2005. V. 123. № 2. P. 024101. https://doi.org/10.1063/1.1949201
  43. ChemCraft — graphical software for visualization of quantum chemistry computations. Version 1.8, build 682. https://www.chemcraftprog.com
  44. Momma K., Izumi F. // J. Appl Crystallogr. 2011. V. 44. № 6. P. 1272. https://doi.org/10.1107/S0021889811038970
  45. Manbeck K.A., Boaz N.C., Bair N.C. et al. // J. Chem. Educ. 2011. V. 88. № 10. P. 1444. https://doi.org/10.1021/ed1010932
  46. Allen G., Dwek R.A. // Journal of the Chemical Society B: Physical Organic. 1966. P. 161. https://doi.org/10.1039/J29660000161
  47. Cai J., Ma Z., Wejinya U. et al. // J. Mater. Sci. 2019. V. 54. № 7. P. 5236. https://doi.org/10.1007/s10853-018-03260-3
  48. Malkin A.I., Popov D.A. // Physics of Metals and Metallography. 2022. V. 123. № 12. P. 1234. https://doi.org/10.1134/S0031918X22601585
  49. Malkin A.I. // Colloid Journal. 2012. V. 74. № 2. P. 223. https://doi.org/10.1134/S1061933X12020068

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».