بررسي نقايص نقطه اي بلور دي فلورايد منيزيم توسط رهيافت هاي مبتني بر تابعي چگالي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

كارشناسي ارشد

بلور ديفلورايد منيزيم يكي از بلورهاي اپتيكي مهم با خواص فوقالعاده است كه براي پوششهاي ضدبازتاب، سلولهاي خورشيدي، آينههاي ضدبازتاب، ليزرهاي حالت جامد و ليزر اگزايمر بهكار ميرود. يكي از مسائل بسيار مهم در بلورهاي اپتيكي، نقايص نقطهاي ميباشد كه ميتواند تاثير چشمگيري بر خواص اپتيكي ماده داشته باشد. از اين رو، در اين پاياننامه، با انجام محاسبات ساختار الكتروني با استفاده از بستههاي شبيهسازي كوانتومي، خواص ديفلورايد منيزيم در حالت ايدهآل و در حضور نقايص مطرح مورد بررسي قرار ميگيرد. به كمك رهيافت تنگ بست مبتني بر تابعي چگالي و نظريه تابعي چگالي، كه به ترتيب مبناي بستههاي محاسباتي +DFTB و -Quantum espresso ميباشند، اين محاسبات صورت گرفتهاند. ساختار نواري مربوط به بلور ايدهآل و بلورهاي داراي نقصهاي شاتكي و فرنكل به دست آمده و چگالي حالتهاي جزئي رسم گرديدهاند. در هر يك از نقصهاي فرنكل و شاتكي چند پيكربندي مختلف داراي اين نقايص انتخاب و بررسي شدند. در حضور نقص شاتكي پايدارترين حالت زماني است كه تهيجايهاي ايجاد شده ناشي از حذف جفتِ كاتيون و آنيون در فاصله كمتري نسبت به يكديگر قرار داشته باشند و در حضور نقص فرنكل نيز، پايدارترين پيكربندي مربوط به حالتي است كه جفت تهيجاي-بيننشيني نزديك به يكديگر باشند اما نه آنقدر نزديك كه اتم بينابيني به جاي اصلي خود در شبكه بازگردد. در هر دو رهيافت، نقص شاتكي به عنوان نقص پايدارتر بهدست آمده است. گاف نواري به دست آمده از محاسبات DFT برابر با 𝑉𝑒 89/6 است و گاف نواري بهدست آمده از محاسبات DFTB برابر با 𝑉𝑒54/12 ميباشد كه به مقدار تجربي 𝑉𝑒46/12 بسيار نزديك است. بعلاوه، ساختار نواريهاي رسم شده با كد +DFTB، در مقايسه با نواريهاي رسمشده با كد DFT، نوارهاي ظرفيت نسبتاً خوبي دارند اما نوارهاي رسانش آنطور كه توقع ميرود منطبق با يكديگر نميباشند. پس براي پيدا كردن بهترين ساختار نواري از تركيب هر دو بسته محاسباتي استفاده شده و مشخص گرديد انجام واهلش با كد espresso-Quantum و محاسبه ساختار نواري با +DFTB بهترين روش براي محاسبه ساختار الكتروني در حضور نقص است

220384

ماده چگال

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان