The choice of silicon nanostructures for CH₄ detection: ab-initio calculation

Abstract

The paper focuses on the ab initio theoretical study of the silicon nanostructures’ sensitivity to adsorption of CH₄ molecules. The electronic properties of porous silicon, silicon nanoclusters in a vacuum, silicon nanowires, and nanoscale silicon film are examined. The analysis of results shows that silicon nanofilm is most sensitive to CH₄ adsorption as compared with nanoclusters, nanowires, and porous silicon.

Роботу присвячено теоретичному дослідженню методами з перших принципів чутливости кремнійових наноструктур щодо адсорбції молекул CH₄. Вивчалися електронні властивості наступних наноструктур: пористий кремній, нанокластери кремнію у вакуумі, кремнійові нанодроти та наномасштабна плівка. Аналіз результатів показує, що нанорозмірна кремнійова плівка найбільш чутлива до процесу адсорбції в порівнянні з іншими досліджуваними об’єктами.

Работа посвящена теоретическому исследованию методами из первых принципов чувствительности кремниевых наноструктур к адсорбции молекул CH₄. Изучались электронные свойства таких наноструктур: пористый кремний, нанокластеры кремния в вакууме, кремниевые нанопроволоки и наномасштабная плёнка. Анализ результатов показывает, что наноразмерная кремниевая плёнка наиболее чувствительна к процессу адсорбции по сравнению с другими исследуемыми объектами.