Структурные, упругие и электронные свойства икосаэдрических субкарбидов (B$_{12}$C$_3$, B$_{13}$C$_2$), субнитрида (B$_{12}$N$_2$) и субоксида бора (B$_{12}$O$_2$) по данным SCC–DFTB-расчетов

В рамках метода SCC–DFTB проведено сравнительное исследование структурных, упругих и электронных свойств серии икосаэдрических фаз: субкарбидов (B$_{12}$C$_3$, B$_{13}$C$_2$), субнитрида (B$_{12}$N$_2$) и субоксида бора (B$_{12}$O$_2$). Найдено, что фазы B$_{12}$C$_2$ и B$_{13}$C$_2$ будут проявлять металлоподобные свойства, тогда как B$_{12}$C$_3$ и B$_{12}$O$_2$ являются полупроводниками. Оценки показали, что введение 2$p$-атомов (C, N или O) в межикосаэдрические поры элементарного бора может привести как к понижению его модуля упругости (росту сжимаемости – для B$_{12}$N$_2$), так и к резкому росту модуля B (для субкарбидов B$_{12}$C$_3$ и B$_{12}$BCC). С другой стороны, введение 2$p$-атомов в $\alpha$-B$_{12}$ будет способствовать росту его твердости, а максимальную твердость будет проявлять субоксид B$_{12}$O$_2$.