Cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và các cấu trúc vật liệu thấp chiều, các vật liệu hai chiều (2D) có các bước phát triển nhanh chóng (Novoselov et al., 2016). Trong tất cả các vật liệu 2D được nghiên cứu và tổng hợp thành công, lớp kim loại chuyển tiếp dichalcogenides (TMDs) được đặc biệt chú trọng và có nhiều ứng dụng với các đặc tính vật lý mới, như độ rộng vùng cấm có thể thay đổi, các hiệu ứng về spin,...(Wang et al., 2012). Một trong số các vật liệu trong nhóm TMDs nổi bật phải kểđến là PdSe2 (Palladium diselenide) với các đặc tính cấu trúc như độ rộng vùng cấm có thể thay đổi được, các hiệu ứng từ và các đặc tính quang học dị hướng đã được tích hợp thành công trên các thiết bị điện tử và quang điện tử. (Puretzky et al., 2018; Tien et al., 2023). Vật liệu 2D PdSe2 dạng ngũ giác (p-PdSe2) có kết cấu mạng trực giao và tính đối xứng thấp được biết đến là cấu trúc ngũ giác đầu tiên trong lớp vật liệu TMDs (Sun et al.,2015). Do có tính đối xứng thấp hơn nhiều so với các cấu trúc vòng sáu nên cấu trúc 2D p-PdSe2 có nhiều đặc tính mới lạ cho các ứng dụng quang điện tử (Zeng et al.,2020). Ngoài ra, các công trình nghiên cứu thực nghiệm trên tấm 2D p-PdSe2 dạng khiếm khuyết, có thể điều chỉnh được các đặc tính quang điện tử và xúc tác của lớp vật liệu này (Liang et al,.2020).
Các công trình nghiên cứu trong nước về các vật liệu bán dẫn có cấu trúc vòng năm, đặc biệt là p-PdSe2đã được công bố cho thấy được các đặc tính điện tử và quang điện tử có thể định hướng ứng dụng được cho ngành công nghệ bán dẫn (Tien at al., 2022). Ngoài ra, các hiệu ứng hấp phụ phân tử hữu cơ của p-PdSe2 dạng khiếm khuyết cũng vừa được công bố (Tien at al., 2024), cho thấy được khả năng ứng dụng trong cảm biến khí và cảm biến trong y sinh. Gần đây, vật liệu 2D p-PdSe2 được bóc tách thành công thông qua phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (CVD),được nuôi trên đế graphene SiC(0001), độ rộng vùng cấm đo được chính xác 1.15 eV bằng phương pháp epitaxy chùm tia phân tử (MBE). Các tấm 2D p-PdSe2 bóc tách được có khoảng cách các lớp là 3.90 Å (En Li et al., 2018). Các nghiên cứu vềđộổn đ ịnh cấu trúc của các chấm lượng tử, các đặc tính điện tửvà quang điện tử của các chấm lượng tử QD-PdSe2cũng cho thấy sự ổn định và khả năng ứng dụng của các mẫu chấm lượng tử này (Thao et al., 2024). Tuy nhiên, các nghiên cứu về các thông số ổn định cấu trúc hai chiều của p-PdSe2 đa lớp làm cơ sở cho nghiên cứu, tổng hợp và giải thích cho thực nghiệm vẫn còn khá hạn chế. Vì vậy, độ ổn định cấu trúc của các tấm đơn lớp, đa lớp của vật liệu này được nghiên cứu nhằm có cơ sở dữ liệu đầy đủ để làm tài liệu tham khảo cho thực nghiệm và tiến tới nghiên cứu sâu hơn về các đặc tính điện tử và các hiệu ứng mới của lớp vật liệu 2D p-PdSe2.
Trong nghiên cứu này, lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) được sử dụng để tiến hành tối ưu cấu trúc của các tấm PdSe2 (Palladium diselenide) hai chiều (2D p-PdSe2) với đơn lớp và đa lớp dạng ngũ giác. Năng lượng liên kết của đơn lớp và năng lượng hình thành của đa lớp được tính toán chi tiết và cho thấy mức độ ổn định tốt. Với đơn lớp p-PdSe2 năng lượng liên kết là -23.53 eV, năng lượng hình thành sau tối ưu của hai lớp ổn định ở mức -16.92 eV và năng lượng hình thành của ba lớp là -25.00 eV. Các khoảng cách của đa lớp cũng cho thấy sự ổn định sau tối ưu là 3.912 Å, kết quả này phù hợp với khoảng cách các lớp 2D p-PdSe2 mà các nhóm thực nghiệm bóc tách được. Điều này chỉ ra rằng, hoàn toàn có thể tạo được các vật liệu khối p-PdSe2 từ các tấm 2D xếp chồng lên nhau, tiến tới thiết kế các linh kiện điện tử dựa trên các tấm 2D p-PdSe2. |