Struktur und Bindung im amorphen roten Phosphor**

Abstract

AbstractAmorpher roter Phosphor (a‐P) stellt eine der verbleibenden Herausforderungen in der Strukturchemie der Elemente dar. In diesem Beitrag klären wir Struktur, Stabilität und chemische Bindung im a‐P auf Grundlage voraussetzungsfreier Rechnungen auf, indem wir maschinelles Lernen und dichtefunktionaltheoretische (DFT‐) Methoden kombinieren. Wir zeigen, dass die Energien von a‐P‐Strukturen leicht höher liegen als jene von Phosphor‐Nanostäben, mit denen sie eng verwandt sind, und dass die Stabilität von a‐P mit dem Grad an struktureller Relaxation und mittelreichweitiger Ordnung verknüpft ist. Wir vervollständigen damit die Stabilitätsreihe der Phosphorallotrope [Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 11629], indem wir die bislang unvollständig verstandene amorphe Phase hinzufügen, und wir quantifizieren die kovalenten und van‐der‐Waals‐Wechselwirkungen in allen wichtigen Phasen des Phosphors. Wir untersuchen darüberhinaus die elektronische Zustandsdichte, einschließlich jener des wasserstoffhaltigen a‐P. Über die vorliegende Arbeit hinaus erwarten wir, dass unsere Strukturmodelle weiterführende voraussetzungsfreie Untersuchungen ermöglichen werden – beispielsweise zu a‐P‐basierten Batteriematerialien.