مطالعه خواص الکترونی نانو ورقه‌های کرباید سیلیسیم، کرباید ژرمانیوم و کرباید قلع با استفاده از نظریه‌ی تابعی چگالی و تقریب های GGA, LDA و TB-mBJ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه حکیم سبزواری

2 گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، صندوق پست 4697-19395 تهران, ایران

چکیده

در این مقاله خواص الکترونی نانو ورقه‌ها‌ی شبه گرافنی کرباید سیلیسیم، کرباید ژرمانیوم و کرباید قلع مورد بررسی قرارگرفته است. محاسبات این پژوهش بر اساس نظریه‌ی تابعی چگالیDFT با استفاده از روش امواج تخت تقویت ‌شده‌ی خطی با پتانسیل کامل(FP-LAPW) و به‌کارگیری سه تقریب GGA, LDA و TB-mBJ به‌روش خودسازگار انجام‌ شده است. بررسی چگالی‌حالت‌ها نشان می‌دهد که اوربیتال‌های pکربن در نوار رسانش و ظرفیت بیش‌ترین سهم را در هر سه نانو ورقه دارند. محاسبات ساختار نواری در هر سه تقریب نشان می‌دهد که نوع گاف انرژی در نانو ورقه‌هایSiC ،GeC و SnC به‌‌ترتیب مستقیم، مستقیم و غیر مستقیم است. همچنین مقدار گاف در تقریب TB-mBJ برای این نانو به‌‌ترتیب برابر 31/3 ، 93/2 و 38/1 الکترون‌ولت برآورد شد که نسبت به دو تقریب دیگر به‌طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر است. بنابراین نانو ورقه-هایGeC, SiC به‌دلیل دارا بودن گاف انرژی مستقیم و نسبتا بزرگ می‌توانند در صنعت الکترواپتیک مورد توجه واقع شوند. درصد یونی بودن پیوندها با استفاده از رابطه‌ی پائولی و محاسبات چگالی الکترونی بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که نوع پیوند در نانو ورقه‌های مورد بحث کووالانسی و درصد یونی پیوندها در نانو ورقه‌های SiC, GeC و َSnC به‌ترتیب 10، 7 و 8 درصد است.

کلیدواژه‌ها