Theoretical investigations of the hexagonal boron nitride nanomeshes

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der theoretischen Untersuchung von Oberflächensystemen, die auf der Bildung einer Monolage hexagonalen Bornitrides auf den (111) Oberflächen von Nickel, Rhodium und Platin basiert.<br />Für das h-BN/Ni(111) System wurden sowohl NEXAFS-Spektren für die B-K und N-K Absorptionskanten simuliert, als auch die genaue elektronische Struktur zur detaillierten Aufklärung der Bindungseigenschaften berechnet.<br />Die Bildung von hexagonalem Bornitrid auf Rhodium und Platin führt zu selbstgeordneten regelmäßigen Strukturen (genannt Nanomesh), welche eine sehr große Einheitszelle aufweisen und daher mit der Software OpenMX untersucht wurden, da diese DFT Berechnungen ermöglicht hat, welche nur linear mit der Anzahl der Atome skalieren. Die erhaltenen Ergebnisse wurden mit experimentellen Daten und Berechnungen mit dem Programm WIEN2k verglichen.<br />Im dritten Teil wird aufgrund theoretischer ¨Uberlegungen ein möglicher Reaktionsweg entwickelt, welcher die Bildung von hexagonalem Bornitrid aus Borazin auf der Rh(111)-Oberfläche beschreibt.<br />

This thesis deals with the theoretical investigation and characterization of systems formed by hexagonal boron nitride on top of the (111) surfaces of nickel, rhodium and platinum.<br />The h-BN/Ni(111) system was studied to carry out simulations of NEXAFS spectra for the B-K and N-K edge and to investigate the bonding properties in detail.<br />The h-BN/Rh(111) and h-BN/Pt(111) systems form a selfassembled structure called nanomesh and are investigated using the software package OpenMX, which is an order-N DFT method that is less demanding than other schemes with respect to computational resources. The results obtained are compared with both experimental data and results calculated with WIEN2k.<br />In the last part of this work a possible reaction path for the formation of the h-BN layer on the Rh(111) surface is studied by theory.