Dimostrazione dell'Esistenza del Dumbbell Silicene: una fase bidimensionale stabile del Silicio

20 Settembre 2021 Pubblicazioni
Immagine STM del substrato di Ag(110) completamente ricoperto dallo strato di silicene. Le strutture più chiare sono gli adatomi di silicio in configurazione dumbbell Immagine STM del substrato di Ag(110) completamente ricoperto dallo strato di silicene. Le strutture più chiare sono gli adatomi di silicio in configurazione dumbbell

In questo articolo pubblicato su The Journal of Physical Chemistry C viene mostrato che, estendendo la quantità di silicio depositata su Ag(110) oltre quella necessaria per la ben nota formazione di nanoribbons di silicio, si ottengono nuove strutture bidimensionali di silicio: silicene e dumbbell silicene. La possibilità di sintetizzare dumbbell silicene, già predetta da calcoli teorici, apre interessanti prospettive per l’esplorazione della funzionalizzazione e delle proprietà topologiche previste per questo nuovo allotropo 2D del silicio.

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L’articolo è il frutto della collaborazione tra ricercatori francesi del CNRS (Institut des NanoSciences di Parigi e CINaM di Marsiglia), sincrotrone SOLEIL e italiani del CNR-ISM.
Le strutture bidimensionali di silicio su Ag(110) sono state studiate mediante diffrazione di raggi X in incidenza radente e microscopia ad effetto tunnel. La stabilità termodinamica di differenti modelli strutturali è stata esplorata mediante calcoli teorici da principi primi. La combinazione di queste tecniche sperimentali e teoriche ha permesso di dimostrare che, aggiungendo atomi di silicio alle strutture pentameriche definite nanoribbons che si formano depositando silicio su Ag(110), queste strutture monodimensionali si trasformano in un singolo layer bidimensionale di silicene. Un ulteriore aumento di silicio depositato dà infine luogo alla formazione dumbbell silicene, una struttura nella quale la presenza di adatomi di silicio regolarmente distribuiti sul layer di silicene determina una ulteriore stabilizzazione della struttura bidimensionale di silicio.

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