Projekta vadītājs Dmitrijs Bočarovs
Vienošanās Nr. 1.1.1.2/16/I/001
Pētniecības pieteikuma Nr. 1.1.1.2/VIAA/1/16/147
Šī projekta mērķis ir izstrādāt jaunu efektīvu datormodelēšanas stratēģiju, lai aprakstītu materiālu dinamiku un anizotropās vibrācijas īpašības, kā arī izmaiņas ķīmiskajās saitēs un defektu pārdalīšanu sarežģītos tehnoloģiski svarīgos kristālos un nanomateriālos. Šajā modelēšanā ir izmantota gan blīvuma funkcionālā teorija (DFT), gan molekulārā dinamika no pirmajiem principiem (ab initio molecular dynamics, AIMD). Esošo metožu pielietojamības robežas un tilpuma materiāliem iegūto rezultātu pārnesamība tiks aplēsta materiāliem ar defektiem un zemo dimensiju materiāliem. AIMD simulāciju precizitāte tiks apstiprināta, tieši salīdzinot MD rezultātus ar temperatūras atkarīgajiem rentgenstaru absorbcijas spektriem. Izstrādātā jaunā stratēģija un liela mēroga masveida paralēla datormodelēšana tiks izmantota nanostruktūru (nanovadu, nanocaurulīšu, nanoklasteru) fotokatalītisko īpašību aprēķiniem, ietverot ierosinātā stāvokļa aprēķinus un ūdens adsorbcijas un disociācijas modelēšanu fotokatalizatora virsmā, lai iegūtu detalizētu izpratni par fotodisociācijas mehānismu. Projekts ir multidisciplinārs un apvieno materiālu zinātni, cietvielu ķīmiju, fiziku un datorzinātni.
Projekta realizācijas laiks 36 mēneši (2018. - 2021.), kopējais finansējums 133805.88 EUR.
Jaunumi par projektu
08.01.2021
Projekta realizācijai darbā ir pieņemti Dr. Aleksandrs Sorokins un maģistrs Maksims Sokolovs.
Kopā ar Aleksandru Sorokinu tika risināts ScF3 modelēšanas uzdevums, saistīts ar fononu aprakstu šajā materiālā un negatīvas termiskās izplēšanas efektu aprakstu, izmantojot Grīneizena parametrus. Tiek gatavots raksts P. Zguns, A. Sorokin, D. Bocharov, S. Piskunov, A. Kuzmin, J. Purans, Quantum chemistry calculations on ScF3 lattice dynamics.
Kopā ar Maksimu Sokolovu tika pētīts uzdevums, saistīts ar nanostruktūru izveidi fotokatalizatoru veidošanai. Šīs aktivitātes ietvaros tika konstruēts SrTiO3 pakāpienveida modelis, lai tālāk izpētītu fotokatalītiskas īpašības šai nanostuktūrai.
No 23.11.2020. līdz 26.11.2020. projekta vadītājs piedalījās Zoom vidē notikušā starptautiskajā konferencē “Funkcionālie materiāli un nanotehnoloģijas” (FM&NT), kuru organizēja Viļņas Universitāte, ar stenda referātu: Dmitry Bocharov, Inga Pudža, Alexei Kuzmin, Matthias Krack, „Ab initio molecular dynamics simulations of transition metal dichalcogenides”.
1. decembrī projekta vadītājs piedalījās COST projekta CA18234 (Computational materials sciences for efficient water splitting with nanocrystals from abundant elements) virtuālā darbnīcā „Molecular dynamics for treating nanoscale materials", kurā tika apspriestas aktuālas fotokatalizatoru veidošanas problēmas un pieejas, kā izmantot fotokatalizatoru aprakstam molekulāro dinamiku. Darbnīcā projekta vadītājs prezentēja divus referātus:
- Dmitry Bocharov, Alexei Kuzmin, Matthias Krack, Ab initio molecular dynamics simulations for EXAFS interpretation and developement of empirical potentials.
- Sergei Piskunov, Oleg Lisovski, Dmitry Bocharov, Yuri F. Zhukovskii, Stephane Kenmoe, Eckhard Spohr, Modelling of nanotubes for visible-light-driven photocatalytic water splitting and development of 2D periodic model approximations for molecular dynamics simulations.
11. decembrī projekta vadītājs piedalījās COST projekta CA18234 (Computational materials sciences for efficient water splitting with nanocrystals from abundant elements) virtuālā darbnīcā CA18234 „First International Symposium on the DFT Modelling of Materials Relevant for Water Splitting”, kurā tika apspriestas aktuālas fotokatalizatoru veidošanas problēmas. Darbnīcā tika prezentēts viens referāts, kurā projekta autors piedalījās kā līdzautors: „Yu.A. Mastrikov, M. Sokolov, G. Zvejnieks, D. Bocharov, E.A. Kotomin, Water adsorption on the stepped TiO2-terminated (001) SrTiO3 surface”.
Tika sagatavots populārzinātniska raksta melnraksts žurnālam „Enerģija un pasaule”. Dmitrijs Bočarovs, Māra Putniņa, Oļegs Lisovskis, Sergejs Piskunovs, „Fotokatalīze un ūdeņraža enerģētika: kā sašķelt ūdeni ar gaismu?”, Dotajā brīdī autors gaida informāciju no žurnāla redakcijas, jo decembrī – janvāri žurnāla darbinieki uz laiku pārtrauca darbību COVID-19 pandēmijas dēļ.
Tika veikti CO2 un CH2 absorbcijas aprēķinu uz Cu-dekorēta grafena virsmas un tika uzrakstīts melnraksts žurnālam Physica E: Low-dimensional systems and nanostructures O. Lisovski, S. Piskunov, Yu.F. Zhukovskii, J. Kleperis, D. Bocharov “Copper decorated graphene for electrochemical CO2 reduction: prediction from the first principles”. Dotajā brīdī notiek melnraksta saskaņošana ar līdzautoriem.
11. janvāri Radio Baltcom ēterā projekta vadītājs diskutēja par zinātnes popularizēšanu.
Jaunumi par projektu
05.11.2020
Tika pabeigti ab initio molekulārās dinamikas aprēķini ReSe2 savienojumam un turpināti aprēķini Zn un Mn metāliem.
Pēc recenzijas saņemšanas tika pārstrādāts, atkārtoti iesniegts žurnālā un nopublicēts darbs M.N. Sokolov, Yu.A. Mastrikov, A. Gopejenko, D. Bocharov, Yu.F. Zhukovskii, E.A. Kotomin. Ab initio modelling of titanium impurities in α-Fe lattice. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 2020, 483, pp. 50-54. DOI: 10.1016/j.nimb.2020.09.013.
Tika sagatavots literatūras apskats „2D Slab Models of Nanotubes for Simulation of Water Adsorption”.
Tika turpināta populārzinātniska raksta sagatavošana žurnālam „Enerģija un pasaule”
2020. gadā augustā projekta vadītājs atradās ikgadējā atvaļinājumā.
Jaunumi par projektu
11.08.2020
Tika uzsākti ab initio molekulārās dinamikas aprēķini ReSe2 savienojumam.
Tika nopublicēts darbs Dmitry Bocharov, Andris Anspoks, Janis Timoshenko, Aleksandr Kalinko, Matthias Krack, Alexei Kuzmin, Interpretation of the Cu K-edge EXAFS spectra of Cu3N using ab initio molecular dynamics, Radiation Physics and Chemistry 175 (2020) 108100.
Tika uzrakstīts un iesniegts recenzēšanai žurnālam Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B darbs Maksim N Sokolov, Yuri A. Mastrikov, Alexei V Gopejenko, Dmitry V Bocharov, Yuri F Zhukovskii, Eugene A Kotomin, Ab initio modelling of titanium impurities in alpha-Fe lattice.
7. jūlijā projekta autors piedalījās virtuālā konferencē „The International Virtual Conference on New Directions for Modelling Nanocrystal Catalysts”, kurā tika apspriestas aktuālas fotokatalizatoru veidošanas problēmas.
Tika uzsākta populārzinātniska raksta sagatavošana žurnālam „Enerģija un pasaule”.
Maija beigās iznācis ēterā LR4 raidījums par modelēšanas un zinātniska darba principiem:
29. jūnijā projekta autors deva interviju portālam rigaplus.lv, kurā viens no tematiem bija zinātnisks darbs.
https://rigaplus.lv/ru/fizik-dmitrij-bocharov-o-kide-chto-gde-kogda-i-nauke-v-latvii/
1. maijā projekta autors deva komentāru Radio Baltcom raidījumā par 5g mobilo sakaru tehnoloģiju:
https://youtu.be/MNOnQq40oQo?t=3445
Jaunumi par projektu
13.05.2020
Kopā ar partneriem no Skolkovo Zinātnes un tehnoloģijas institūta (Skoltech) tika pētīta MD-EXAFS metodoloģija vienkāršiem tilpuma savienojumiem, izmantojot empīriskus potenciālus, kuri tika veidoti, pamatojoties uz veiktajiem kvantu ķīmijas DFT aprēķiniem. Tika veikti molekulārās dinamikas aprēķini Ti, Cu, Zn, Y, Ni un W metāliem, un iegūto no molekulārās dinamikas aprēķiniem EXAFS spektru salīdzināšana ar EXAFS eksperimentālajiem rezultātiem.
Tika pabeigti ab initio molekulārās dinamikas aprēķini ReS2 savienojumiem.
LU CFI 36. zinātniskajā konferencē tika prezentēti divi stenda referāti:
- „Slāņaino MoS2 un WS2 materiālu aprēķini izmantojot molekulāro dinamiku no pirmajiem principiem” un
- - „Negatīvās termiskās izplešanās efekta modelēšana skandija fluorīdā izmantojot molekulāro dinamiku no pirmajiem principiem”.
Tika veikti papildus aprēķini publikācijai “Validation of 2D constrained models for TiO2 nanotubes over a broad range of diameters”.
Tika veikts literatūras apskats par cietvielu katalītisko aktivitāti, īpaši H2O2 peroksīda ražošanai no ūdens. 29.04. tika ierakstīts Latvijas Radio 4 raidījums par modelēšanas un zinātniskā darba principiem (tiks raidīts vēlāk). Sakarā ar COVID-19 atskaites perioda tika atceltas divas mobilitātes pie ārzemju partneriem martā un aprīlī.
Jaunumi par projektu
12.02.2020.
Tika turpināti molekulārās dinamikas ab initio aprēķini ReS2 savienojumam, kā arī tika veikti papildus aprēķini MoS2 savienojimam NpT ansamblī.
Sadarbībā ar Skolkovo Zinātnes un tehnoloģijas institūta kolēģiem tika veikta empīriska daudzparametru potenciāla izveide ScF3 savienojumam, pamatojoties uz iepriekš veiktiem AIMD aprēķiniem. Ir sākta šo potenciālu pārbaude, izmantojot molekulārās dinamikas pieeju. Ja pārbaude būs veiksmīga, tad šie potenciāli tiks izmantoti, veicot aprēķinus zemā temperatūrā.
Tika turpināti ReS2, ZnO2 un Cu3N sabrukšanas procesa ab initio molekulārās dinamikas aprēķini.
Tika uzrakstīts un iesniegts DECI-16 projekts „First-principles molecular dynamics simulations of bulk and nanocrystalline ZnO2 material” superdatoru resursu iegūšanai (atbilde par konkursa rezultātiem būs paziņota 2020 gada maijā)
Tika sagatavota un iesniegta pēcdoktorantūras projekta vidusposma atskaite.
Iesākta manuskripta “D. Bocharov, I. Jonane, A. Kuzmin, M. Krack, First-principles molecular dynamics simulations of layered MoS2 materials” sagatavošana žurnālam “2D materials”.
Tika nopublicēts darbs D. Bocharov, M. Krack, Yu. Rafalskij, A. Kuzmin, J. Purans, Ab initio molecular dynamics simulations of negative thermal expansion in ScF3: the effect of the supercell size, Comp. Mater. Sci. 171 (2020) 109198.
31. oktobra vakarā raidījuma «Izziņas impulss» 3. sērijā vadītājs stāstīja par savu pēcdoktorantūras pētījumu projektu:
https://ltv.lsm.lv/lv/raksts/31.10.2019-izzinas-impulss-3.-serija.id171468/
13. decembrī eterā iznācis Latvijas Radio 4 raidījums par Mendeļejeva tabulas vēsturi un aktuālajām kvantu ķīmijas problēmām mūsdienās:
No 23.09. līdz 10.10. un no 4. līdz 29. novembrim notika mobilitāte uz Paula Šerera institūtu, Šveice. Mobilitātes laikā
- tika apspriesti ScF3, MoS2, WS2, ZnO2 tilpuma fāzes un Cu3N sabrukšanas modeļa ab initio molekulāras dinamikas aprēķinu rezultāti, kā arī uzsākti ReS2 un ReSe2 savienojuma aprēķini.
- tika apmeklēts NUFuel-MMSNF 2019 Workshop, kur prezentēts stenda referāts „Dmitry Bocharov, Matthias Krack, Alexei Kuzmin, Juris Purans, Simulation of pure and Cr-doped UO2 using molecular dynamics and density functional theory”. Notikušas diskusijas rezultātā radījās idēja izpētīt ar DFT un AIMD metodēm UF4 savienojumu.
- ReS2, ReSe2, WS2 un MoS2 savienojumu aprēķinos tika pārbaudīts optPBE-vdW funkcionālis. Veiktie aprēķini parādīja, ka sistēmas aprakstām tomēr ir vairāk piemērots PBE-vdW funkcionālis, kuru izmantojām iepriekš. ReSe2 savienojuma eksperimentālie dati netika reproducēti CRYSTAL un CP2K DFT aprēķinos. Šim savienojumam plānots veikt papildu VASP aprēķinus.
- Cu3N/Cu + N2 sabrukšanas procesam tika pārbaudīti plātnes un liela tukšuma modeli, bet abi izrādījās neveiksmīgi. Turpmākiem šī procesa aprēķiniem piedāvāts jauns modelis ar Cu staprmezglu defektu un kaimiņvakanci.
- turpināts darbs ar rakstu “D. Bocharov, I. Jonane, A. Kuzmin, M. Krack, First-principles molecular dynamics simulations of layered MoS2 material”. Nolemts ierobežoties šajā darbā tikai ar MoS2 savienojumu.
- Uzsākta ScF3 daudzparametriska empiriska potenciāla testešāna zemo temperatūru aprēķiniem.
- Uzsākta projekta "Universālais spēka dzinējs progresīvai molekulārajai dinamikai" (http://ipi-code.org) dokumentācijas izpēte ceļa integrāļu metodes ieviešanai.
No 13. līdz 24. janvāra notika mobilitāte uz Dīsburgas-Esenes universitāti.
- Interesantie rezultāti, kas iegūti Dīsburgas-Esenes universitātes Teorētiskās ķīmijas katedrā un LU CFI pēdējā pusgada laikā tika pārrunāti kopējā seminārā, kurā piedalījās prof. E. Spohr, Dr. S. Kenmoe un doktorants T. Kox.
- Tika pārstrādāts melnraksts publikācijai “Validation of 2D constrained models for TiO2 nanotubes over a broad range of diameters”.
- Tika ņemtas vērā visas piezīmes par iepriekšējo darba versiju. Jaunu aprēķinu rezultāti tika pievienoti melnrakstam. Tika apspriesti Cu3N / Cu + N2 sistēmas sadalīšanās procesa modeļi.
- Kopā ar Dr. S. Kemnoe tika veikta YAMBO koda uzstādīšana BESKOW superdatorā (Zviedrija) luminiscences spektru modelēšanai.
Jaunumi par projektu
13.11.2019.
Augustā pēc recenzenta komentāriem tika pārstrādāts un atkārtoti iesniegts raksts D. Bocharov, M. Krack, Yu. Rafalskij, A. Kuzmin, and J. Purans «Ab initio molecular dynamics simulations of negative thermal expansion in ScF3: the effect of the supercell size» (Computational Material Science žurnāls). Raksts ir pieņemts publicēšanai 11.08.2019. (Comp. Mater. Sci. 171 (2020) 109198, https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.109198)
No 26.08. līdz 06.09. tika apmeklēta skola „Hands-on DFT and beyond: high-throughput screening and big-data analytics, towards exascale computational materials science” (Barselonas universitāte, Spānija un Frica Habera Institūts, Vācija, th.fhi-berlin.mpg.de/meetings/dft2019/). Apgūta 33 stundu lekciju un 35 praktisko nodarbību programma. Tika prezentēts stenda referāts D. Bocharov, M. Krack, Yu. Rafalskij, A. Kuzmin, and J. Purans «Ab initio molecular dynamics simulations of negative thermal expansion in ScF3: the effect of the supercell size»
Tika turpināti WS2 un MoS2 savienojumu aprēķini un veikta šo rezultātu analīze.
Tika turpināti ZnO2 savienojuma tilpuma fāzes DFT un molekulāras dinamikas aprēķini.
Tika turpināta raksta „Validation of 2D constrained models for TiO2 nanotubes over a broad range of diameters” sagatavošana.
No 23.09. līdz 10.10. notika mobilitāte uz Paula Šerera institūtu, Šveice. Mobilitātes laikā tika apspriesti ScF3, MoS2, WS2, ZnO2 tilpuma fāzes un Cu3N sabrukšanas modeļa aprēķinu rezultāti, kā arī uzsākti ReS2 un ReSe2 savienojuma aprēķini.
Tika ierakstītas divas intervijas:
- Latvijas Radio par Periodiskas tabulas 150-gadu jubileju.
- Latvijas Televīzijā par pēcdoktorantūras projektu programmai „Izziņas Impulss”.
Abas intervijas ēterā iznāks vēlāk pēc montāžas.
Jaunumi par projektu
15.08.2019.
No 29.04. līdz 8.05. notika mobilitāte uz Paula Šērera institūtu Šveicē. Mobilitātes laikā tika apspriesti ScF3, MoS2 un WS2 aprēķinu rezultāti, kā arī uzsākti ZnO2 savienojuma aprēķini. Šo savienojumu aprēķini un rezultātu analīze notika arī turpmākajos mēnešos.
Maijā tika pabeigts un iesniegts žurnālā Computational Material Science raksts D. Bocharov, M. Krack, Yu. Rafalskij, A. Kuzmin, and J. Purans «Ab initio molecular dynamics simulations of negative thermal expansion in ScF3: the effect of the supercell size». Jūlijā pēc recenzenta komentāriem tika veikti papildus ScF3 aprēķini un teksta pārstrāde šim rakstam.
No 25.05. līdz 1.06. tika apmeklēta “2019 EMRS Spring Meeting” konference (Nica, Francija). Tika prezentēti divi stenda referāti “First-principles molecular dynamics simulations of layered WS2 materials” un “Ab initio molecular dynamics calculations of ScF3 temperature dependent structural properties”, kā arī tika nodibināti kontakti ar prof. Ivano Castelli (Technical University of Denmark).
23.05. projekta vadītājs piedalījās Radio Baltcom raidījumā par Latvijas Zinātnes perspektīvam, tajā skaitā stāstot par pēcdoktorantūras programmu Latvijā https://youtu.be/r2edN1PQ6XU
Jūlijā tika konstruēts Cu3N divdimensionāls modelis Cu3N / Cu + N2 sabrukšanas procesa pētījumam.
No 26.06. līdz 09.07. mobilitātes ietvaros tika apmeklēta Duisburgas-Esenes Universitāte. Komandējuma laikā notika raksta „Validation of 2D constrained models for TiO2 nanotubes over a broad range of diameters” teksta pārstrāde un daļēja pārrakstīšana, tika nodrošināta pieeja Duisburgas-Esenes Universitātes datoru klasterim, kā arī tika apspriestas sadarbības aktivitātes projekta 1.1.1.2/VIAA/l/16/147 ietvaros.
25.07. projekta vadītājs piedalījās Radio Baltcom raidījumā par kvantu fiziku: https://youtu.be/d7DjSugMdLA
Jaunumi par projektu
17.05.2019.
Novembrī-aprīlī tika veikti MoS2 un WS2 savienojumu ab initio aprēķini.
Novembrī pēc recenzentu komentāriem tika pārstrādāts un atkārtoti iesniegts žurnālam “Radiation Physics and Chemistry” raksts: Dmitry Bocharov, Janis Timoshenko, Andris Anspoks, Aleksandr Kalinko, Alexei Kuzmin, Matthias Krack, “Interpretation of the Cu K-edge EXAFS spectra of Cu3N using ab initio molecular dynamics”. Raksts ir pieņemts publicēšanai (https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2018.12.020).
Novembrī-aprīlī tika gatavots raksts D. Bocharov, M. Krack, Yu. Rafalskij, A. Kuzmin, J. Purans, “Ab initio molecular dynamics calculations of ScF3 temperature dependent structural properties” žurnālam “Computational Materials Science”.
No 28.01. līdz 8.02. notika brauciens uz Paula Šērera institūtu, Šveice. Šīs mobilitātes laikā ar Šveices partneru Dr. M. Kraku (Krack) tika apspriesti ScF3 savienojumu aprēķinu rezultāti, kā arī sastadīts sadarbības aktivitāšu plāns tupmākajiem mēnešiem. Tika uzsākta raksta P. Žguns, D. Bocharov, S. Piskunov, A. Kuzmin, J. Purans, „Quantum chemistry calculations on ScF3 lattice dynamics” gatavošana.
Februārī ikgadēja LU CFI konferencē tika prezentēts mutiskais referāts D. Bocharov, J. Timoshenko, A. Anspoks, A. Kalinko, A. Kuzmin, M. Krack. "Ab initio molecular dynamics calculations of Cu3N temperature dependent structural properties". Abstract: p. 53.
No 9.03. līdz 17.03. tika apmeklēta Sanktpēterburgas Kodolfizikas Institūta 53. Kondensētās vides ziemas skolā, prezentēts referāts Dmitry Bocharov, Janis Timoshenko, Andris Anspoks, Aleksandr Kalinko, Alexei Kuzmin, Matthias Krack, „Ab initio molecular dynamics calculations of Cu3N temperature dependent structural properties”.
No 18.03. līdz 27.03. mobilitātes ietvaros tika apmeklēta Duisburgas-Esenes Universitāte. Komandējuma laikā ar Prof. E. Sporu (Spohr) tika apspriesti TiO2 aprēķinu rezultāti, sagatavots raksta „Validation of 2D constrained models for TiO2 nanotubes over a broad range of diameters” plāns, kā arī tika apspriestas sadarbības aktivitātes projekta 1.1.1.2/VIAA/l/16/147 ietvaros.
No 08.04. līdz 12.04. notika brauciens uz Paula Šērera institūtu, Šveice. Mobilitātes laikā tika apspriesti ScF3 un WS2 aprēķinu rezultāti, kā arī tika veikta CP2K programmatūras instalācija LASC un MARCONI superdatoros.
17.04. akcijas „Atpakaļ uz skolu / Atpakaļ uz universitāti 2019" ietvaros notika vizīte uz J.G. Herdera Rīgas Grīziņkalna vidusskolu, kuras laika D.Bočarovs pastāstīja par zinātni un ES projektiem 65 skolēniem no 3 klasēm.
Tika nopublicēts raksts Dmitry Bocharov, Yuri Rafalskij, Matthias Krack, Mara Putnina and Alexei Kuzmin, Negative thermal expansion of ScF3: first principles vs empirical molecular dynamics. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 503 (2019) 012001.
Jaunumi par projektu
05.10.2018.
Jūlijā tika nopublicēts raksts D. Bocharov, S. Piskunov, Yu.F. Zhukovskii, and R.A. Evarestov. Ab initio calculations on the electronic structure and photocatalytic properties of two-dimensional WS2 (0001) nanolayers of varying thickness. Phys. Status Solidi RRL, 2018, 12, 1800253 (pp. 1-6). DOI: 10.1002/pssr.201800253, SNIP(2017)=1.017, IF(2017)=3.721. Šajā pētījumā ir veikti hibrīda DFT-LCAO aprēķini WS2 nanolapām, kurām ir stabila 2H c heksagonālā fāze ar biezumu no 1 līdz 40 monolapām (ML), izmantojot šim mērķim pielagotu hibrīda maiņas-korelācijas funkcionāli HSE06. Tika konstatēts, ka “tīras” WS2 nanolapas bez defektiem ir piemērotas fotokatalītiskajiem pielietojumiem, jo aizliegtās zonas platums atbilst redzamās gaismas diapazonam starp sarkano un violeto malu, savukārt valences zonas augšēja mala un vadīšanas zonas apakšēja mala ir pareizi izlīdzinātas attiecībā pret oksidēšanas un reducēšanas potenciālu. Mēs noskaidrojām, ka nanoslāņu aizliegtā zona samazinās, palielinot ML skaitu slāņveida WS2 2D struktūrā. Vislabākā saules enerģijas pārveides efektivitāte (15-18%) parasti tiek sasniegta pie aizliegtās zonas platuma 2,0-2,2 eV (redzamā spektra dzeltenais diapazons) 2 ML biezā stehiometriskajā WS2 (0001) nanolapā. WS2 nanoslāņi kā perspektīvs materiāls fotokatalizācijai neprasa leģēšanu vai vakanču izveidi, atšķīrībā no pārejas metālu oksīdu nanostruktūrām.
No 21.07.2018. līdz 27.07.2018. projekta vadītājs apmeklēja Krakovu (Polija), kur piedalījās starptautiskajā XAFS 2018 konferencē ar divām prezentācijām: “Interpretation of the Cu K-edge EXAFS spectra of Cu3N using ab initio molecular dynamics” (mutiskais referāts) un “Validation of ab initio molecular dynamics simulations of ZnO using the Zn K-edge EXAFS spectra” (stenda referāts)
No 02.10.2018. līdz 05.10.2018. projekta vadītājs piedalījās Rīgā notikušā starptautiskajā konferencē “Funkcionālie materiāli un nanotehnoloģijas” (FM&NT) ar stenda referātu: Dmitry Bocharov, Yuri Rafalskij, Matthias Krack, Mara Putnina and Alexei Kuzmin, Negative thermal expansion of ScF3: first principles vs empirical molecular dynamics“.
Jūlijā – oktobrī tika pabeigti un iesniegti recenzēšanai raksti: Dmitry Bocharov, Janis Timoshenko, Andris Anspoks, Aleksandr Kalinko, Alexei Kuzmin, Matthias Krack, “Interpretation of the Cu K-edge EXAFS spectra of Cu3N using ab initio molecular dynamics” (“Radiation Physics and Chemistry”) un Dmitry Bocharov, Yuri Rafalskij, Matthias Krack, Mara Putnina and Alexei Kuzmin, “Negative thermal expansion of ScF3: first principles vs empirical molecular dynamics“ (“IOP Conference Series: Materials Science and Engineering”).
Jaunumi par projektu
13.07.2018.
Projekta pirmajos trīs mēnešos izmantojot CP2K programmatūru tika veikti sistemātiskie ab initio molekulāras dinamikas aprēķini Cu3N un ZnO savienojumu tilpumam, kā arī tika veikti testa DFT un ab initio molekulāras dinamikas aprēķini WS2 un MoS2 savienojumiem tilpuma fāzē. Kopa ar Šveices partneru Dr. M. Krack (Paul Scherrer Institute) CSCS Šveices Superdatora pavasara konkursam tika iesniegts projekts “First-principles molecular dynamics simulations of layered WS2 and MoS2 materials“ (konkursa rezultāti tiks paziņoti 2018.gada septembrī).
Ar CRYSTAL14 programmatūru un LCAO metodi tika veikti WS2 tilpuma un nanoslāņaino atomāro un elektronisko struktūru DFT aprēķini. Tika uzrakstīts un iesniegts recenzēšanai žurnālam “Physica status solidi” raksts “D. Bocharov, S. Piskunov, Yu.F. Zhukovskii, R. A. Evarestov, Ab initio calculations on the electronic structure and photocatalytic properties of two-dimensional WS2 (0001) nanolayers of varying thickness”.
13.05.-18.05.2018. projekta autors piedalījās zinātniskajā sapulcē par fotokatalitiskajiem procesiem cietajās vielās, nanostruktūras un nanocaurulēs Maskavā (N.S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry). Komandējuma laikā ar partneru E. Šporu (The University of Duisburg-Essen) tika apspriesta projektu WATERSPLIT un pēcdoktoranturas projekta 1.1.1.2/VIAA/l/16/147 sinerģija.
No 25.06. līdz 3.07. notika pirmā mobilitāte – brauciens uz Paula Šerera institūtu Šveicē. Mobilitātes laikā ar Šveices partneru Dr. M. Krack tika apspriesti ScF3, Cu3N, UO2 un ZnO savienojumu aprēķinu rezultāti, kā arī sastādīts sadarbības aktivitāšu plāns turpmākajiem mēnešiem.
5. aprīlī projekta vadītājs uzstājas Latvijas Radio 4 ēterā ar populārzinātnisko sarunu par zinātni un projekta aktivitātēm: http://lr4.lsm.lv/lv/raksts/priroda-veschey/smena-paradigmi-sovremennoy-latviyskoy-nauki-teorija-i-praktika.a101981/