Porous silicene and silicon graphenylene-like surfaces: a DFT study

Abstract

Nanoporous single-layers surfaces derived from silicene, named porous silicene (PS) and silicenylene (SC) have been studied via periodic density functional theory with a modified B3LYP functional combined with an all-electron Gaussian basis set. The structural, elastic, electronic and vibrational properties of these nanoporous surfaces were simulated and analyzed. The results show that both PS and SC structures had a non-null band gap and a buckled structure such as pristine silicene, besides that they are more susceptible to longitudinal and transversal deformation than silicene. The large and well-defined porous diameter of PS and SC can bring new applications, such as gas separation, filtering and as anode material for lithiumion batteries. These results are a challenge for the experimentalists to synthetize these new nanomaterials, comparing their properties with those described in this work.

Strain Engineering to Improve the Electronic and Photocatalytic Properties of the Inorganic Graphenylene Based on SiC

“…They can be exemplified by the boron nitride IGP (IGP-BN) proposed by Perim and co-workers in 2014 as a semiconductor with distinctive properties. Expanding the IGP family, Fabris and co-workers introduced the porous lattice based on Si (IGP-Si) in 2018 and, posteriorly, the ZnO GP-like material (IGP-ZnO) . Some years later, Abdullahi and colleagues explored the IGP-ZnO potential, highlighting its thermal stability and applications as a water membrane and a gas sensor.…”

Процессы формирования упорядоченных двумерных фаз кремния (пористого силицена) на поверхности g-Si3N3/Si(111)

“…Эволюция дифракционной картины регистрировалась и анализировалась с помощью системы kSA-400 (k-Space Associate, США).Было обнаружено, что при экспозиции поверхности g-Si3N3 под потоком кремния при температуре 750 °С наблюдалось появление новой упорядоченной фазы (33), как показано на рисунке 1. Такая периодичность кремниевого слоя 11.6 А наблюдалась ранее на поверхности серебра и может быть идентифицирована как пористый силицен [4,5].Рис.1. Дифракционные картины исходной поверхности графеноподобной фазы нитрида кремния (8x8) g-Si3N3 и после нанесения кремния (3х3) Si/(g-Si3N3) при температуре 750 °С.Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Новосибирской области в рамках Проекта № 20-42-540011.…”

“…Было обнаружено, что при экспозиции поверхности g-Si3N3 под потоком кремния при температуре 750 °С наблюдалось появление новой упорядоченной фазы (33), как показано на рисунке 1. Такая периодичность кремниевого слоя 11.6 А наблюдалась ранее на поверхности серебра и может быть идентифицирована как пористый силицен [4,5].…”