Моделирование новых полиморфных разновидностей нитрида бора со структурой, подобной структуре суперкубана и ректангулана

Проведено теоретическое исследование структуры и электронных свойств новых полиморфных разновидностей нитрида бора BN-s и BN-r, являющихся структурными аналогами алмазоподобных фаз углерода суперкубана и ректангулана. Первичные структуры этих фаз были модельно построены путём замены атомов углерода на атомы бора и азота в соответствующих алмазоподобных фазах, так чтобы каждый атом одного типа был связан с тремя атомами другого типа. Геометрическая оптимизация и исследование электронных свойств новых полиморфов нитрида бора проводились в рамках теории функционала плотности в обобщённом градиентном приближении. Кроме новых полиморфов нитрида бора также были выполнены расчёты для ряда BN-полиморфов, существующих в природе, кубического BN-c, вюрцитоподобного BN-w и графитоподобного BN-g. Энергия сублимации новых BN-полиморфов BN-s и BN-r составляет 17.20 эВ/(BN) и 17.87 эВ/(BN) соответственно. Данные значения меньше энергии сублимации экспериментально полученных полиморфов нитрида бора: для кубического (BN-c) и графитоподобного (BN-g) нитрида бора данное значение составляет 18.14 эВ/(BN), а для вюрцитоподобного (BN-w) 18.04 эВ/(BN). Однако значительная величина энергий сублимации всех изученных полиморфов нитрида бора указывает на возможность их устойчивого существования при нормальных условиях. Полиморфы нитрида бора со структурой, подобной ректангулану и суперкубану, являются широкозонными полупроводниками с шириной запрещјнной зоны 5.86 и 6.18 эВ для BN-s и BN-r соответственно.