Молекулярно-динамическое моделирование высокоскоростного нагружения двумерного нитрида бора

И.А. Шепелев ORCID logo , С.В. Дмитриев, Е.А. Корзникова показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 04 декабря 2020; Исправлена: 14 декабря 2020; Принята: 16 декабря 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: И.А. Шепелев, С.В. Дмитриев, Е.А. Корзникова. Молекулярно-динамическое моделирование высокоскоростного нагружения двумерного нитрида бора. Письма о материалах. 2021. Т.11. №1. С.79-83
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-1-79-83

Аннотация

Schematic representation of boron nitride composed of nitrogen (red) and boron (blue) atoms.Целью данной работы является проведение детального анализа тонких структурных параметров и каналов рассеяния энергии в гексагональной решетке нитрида бора, подвергнутой ударному нагружению. Это внешнее воздействие приводит к образованию в материале ударной волны. Было показано, что ударные волны могут быть инициированы путем приложения начального импульса в один атомный ряд в направлении, нормальном к этому ряду. В то же время такие начальные условия не соответствуют стабильному профилю ударной волны. Однако она формируется после достаточно короткого переходного периода около 0.1 пс. Показано, что ударные волны в исследуемом материале могут распространяться только в двух кристаллографических направлениях-зигзаге и кресле. Во всех случаях ударные волны движутся быстрее скорости звука в исследуемом материале. Также исследованы механизмы распространения ударной волны. Показано, что движение ударной волны в зигзагообразном направлении связано с наименьшими потерями энергии. Установлено, что основными механизмами диссипации энергии в материале при распространении ударной волны являются колебания длины связи и угла связи.

Ссылки (47)

1. H. Mei, Y. Zhong, D. He, X. Du, C. Li. Sci. Rep. 10, 7873 (2020). Crossref
2. M. Xu, T. Liang, M. Shi, H. Chen. Chem. Rev. 113, 3766 (2013). Crossref
3. K. S. Novoselov, A. Mishchenko, A. Carvalho, A. H. Castro Neto. Science. 353, 9439 (2016). Crossref
4. A. A. Kistanov, S. K. Khadiullin, K. Zhou, S. V. Dmitriev, E. A. Korznikova. J. Mater. Chem. C. 7, 9195 (2019). Crossref
5. A. A. Kistanov, S. K. Khadiullin, S. V. Dmitriev, E. A. Korznikova. ChemPhysChem. 20, 575 (2019). Crossref
6. I. A. Shepelev, A. P. Chetverikov, S. V. Dmitriev, E. A. Korznikova. Comput. Mater. Sci. 177, 109549 (2020). Crossref
7. A. R. Davletshin, S. V. Ustiuzhanina, A. A. Kistanov, D. Saadatmand, S. V. Dmitriev, K. Zhou, E. A. Korznikova. Phys. B Condens. Matter. 534, 63 (2018). Crossref
8. M. Naguib, M. Kurtoglu, V. Presser, J. Lu, J. Niu, M. Heon, L. Hultman, Y. Gogotsi, M. W. Barsoum. Adv. Mater. 23, 4248 (2011). Crossref
9. K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, T. F. Heinz. Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010). Crossref
10. A. Pakdel, C. Zhi, Y. Bando, D. Golberg. Mater. Today. 15, 256 (2012). Crossref
11. L. Bourgeois, Y. Bando, T. Sato. J. Phys. Appl. Phys. 33, 1902 (2000). Crossref
12. A. Nagakubo, H. Ogi, H. Sumiya, K. Kusakabe, M. Hirao. Appl. Phys. Lett. 102, 241909 (2013). Crossref
13. C. R. Dean, A. F. Young, I. Meric, C. Lee, L. Wang, S. Sorgenfrei, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. Kim, K. L. Shepard, J. Hone. Nat. Nanotechnol. 5, 722 (2010). Crossref
14. J. Xue, J. Sanchez-Yamagishi, D. Bulmash, P. Jacquod, A. Deshpande, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. Jarillo-Herrero, B. J. Leroy. Nat. Mater. 10, 282 (2011). Crossref
15. G. Giovannetti, P. A. Khomyakov, G. Brocks, P. J. Kelly, J. Van Den Brink. Phys. Rev. B. 76, 073103 (2007). Crossref
16. P. B. Mirkarimi, K. F. McCarty, D. L. Medlin. Mater. Sci. Eng. R Rep. 21, 47 (1997). Crossref
17. J. C. Meyer, A. Chuvilin, G. Algara-Siller, J. Biskupek, U. Kaiser. Nano Lett. 9, 2683 (2009). Crossref
18. A. Gupta, T. Sakthivel, S. Seal. Prog. Mater. Sci. 73, 44 (2015). Crossref
19. Q. Peng, W. Ji, S. De. Comput. Mater. Sci. 56, 11 (2012). Crossref
20. X. Huang, Z. Yin, S. Wu, X. Qi, Q. He, Q. Zhang, Q. Yan, F. Boey, H. Zhang. Small. 7, 1876 (2011). Crossref
21. V. Singh, D. Joung, L. Zhai, S. Das, S. I. Khondaker, S. Seal. Prog. Mater. Sci. 56, 1178 (2011). Crossref
22. K. S. Novoselov, V. I. Fal’Ko, L. Colombo, P. R. Gellert, M. G. Schwab, K. Kim. Nature. 490, 192 (2012). Crossref
23. L. K. Rysaeva, E. A. Korznikova, R. T. Murzaev, D. U. Abdullina, A. A. Kudreyko, J. A. Baimova, D. S. Lisovenko, S. V. Dmitriev. Facta Univ. Ser. Mech. Eng. 18, 1 (2020). Crossref
24. A. V. Savin, E. A. Korznikova, S. V. Dmitriev. Phys. Rev. B. 99, 235411 (2019). Crossref
25. I. Evazzade, I. P. Lobzenko, D. Saadatmand, E. A. Korznikova, K. Zhou, B. Liu, S. V. Dmitriev. Nanotechnology. 29, 215704 (2018). Crossref
26. L. Bai, N. Srikanth, E. A. Korznikova, J. A. Baimova, S. V. Dmitriev, K. Zhou. Wear. 372 - 373, 12 (2017). Crossref
27. A. V. Savin, E. A. Korznikova, A. M. Krivtsov, S. V. Dmitriev. Eur. J. Mech. A/Solids. 80, 103920 (2020). Crossref
28. A. V. Savin, E. A. Korznikova, S. V. Dmitriev. Mech. Mater. 137, 103123 (2019). Crossref
29. O. B. Naimark, Yu. V. Bayandin, M. A. Zocher. Phys. Mesomech. 20, 10 (2017). Crossref
30. D. Lahiri, S. Das, W. Choi, A. Agarwal. ACS Nano. 6, 3992 (2012). Crossref
31. X. Liu, F. Wang, H. Wu, W. Wang. Appl. Phys. Lett. 104, 231901 (2014). Crossref
32. C. F. Woellner, L. D. Machado, P. A. S. Autreto, J. M. de Sousa, D. S. Galvao. Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 4911 (2018). Crossref
33. Z. Meng, A. Singh, X. Qin, S. Keten. Extreme Mech. Lett. 15, 70 (2017). Crossref
34. S. Hosseini-Hashemi, A. Sepahi-Boroujeni, S. Sepahi-Boroujeni. Appl. Surf. Sci. 437, 366 (2018). Crossref
35. X. J. Long, F. P. Zhao, H. K. Liu, J. Y. Huang, Y. Lin, J. Zhu, S. N. Luo. J. Phys. Chem. C. 119, 7453 (2015). Crossref
36. W. R. Jian, X. J. Long, M. X. Tang, Y. Cai, X. H. Yao, S. N. Luo. Carbon. 132, 520 (2018). Crossref
37. S. Plimpton. J. Comput. Phys. 117, 1 (1995). Crossref
38. E. A. Korznikova, S. A. Shcherbinin, D. S. Ryabov, G. M. Chechin, E. G. Ekomasov, E. Barani, K. Zhou, S. V. Dmitriev. Phys. Status Solidi B Basic Res. 256, 1800061 (2019). Crossref
39. R. T. Murzaev, D. V. Bachurin, E. A. Korznikova, S. V. Dmitriev. Phys. Lett. Sect. Gen. At. Solid State Phys. 381, 1003 (2017). Crossref
40. E. Barani, E. A. Korznikova, A. P. Chetverikov, K. Zhou, S. V. Dmitriev. Phys. Lett. Sect. Gen. At. Solid State Phys. 381, 3553 (2017). Crossref
41. E. A. Korznikova, S. Y. Fomin, E. G. Soboleva, S. V. Dmitriev. JETP Lett. 103, 277 (2016). Crossref
42. A. Tsukanov, S. Psakhie. Facta Univ. Ser. Mech. Eng. 14, 269 (2016). Crossref
43. A. S. Bhui, G. Singh, S. S. Sidhu, P. S. Bains. Facta Univ. Ser. Mech. Eng. 16, 337 (2018). Crossref
44. W.-J. Lee, Y.-C. Lo, A. Yang, K. Chen, N.-Y. Chen. Comput. Model. Eng. Sci. 120, 293 (2019). Crossref
45. H.-Y. Chen, N.-T. Tsou. Comput. Model. Eng. Sci. 120, 319 (2019). Crossref
46. J. H. Los, J. M. H. Kroes, K. Albe, R. M. Gordillo, M. I. Katsnelson, A. Fasolino. Phys. Rev. B. 96, 184108 (2017). Crossref
47. R. J. Jiménez-Riobóo, L. Artús, R. Cuscó, T. Taniguchi, G. Cassabois, B. Gil. Appl. Phys. Lett. 112, 051905 (2018). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Council of the President of the Russian Federation for state support of young Russian scientists - МК-815.2020.2