چینش اتمی و خواص ساختاری و الکترونی Si2BNبا استفاده از نظریۀ تابعی چگالی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی

2 1گروه فیزیک،دانشکده علوم،دانشگاه شهیدچمران اهواز،اهواز،ایران

چکیده

گونۀ جدیدی از شبکه‌های گرافن گونۀ هگزاگونالی با پیوند sp2شامل عناصر Si، Bو Nنیز وجود دارد که دارای پیوند کووالانسی درون لایه‌ای و پیوند واندروالسی میان لایه‌ای هستند. در این پژوهش سه چینش اتمی ممکن برای ترکیب Si2BNدر حالت انبوهه مورد مطالعه قرار گرفته است و سپس خواص ساختاری و الکترونی پایدارترین حالت ترکیب Si2BNدر چارچوب نظریه تابعی چگالی با تقریب‌های مختلف نظیر PBE، LDA، PBEsol، Vdwو HSEمورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات توسط روش امواج تخت بهبودیافته و با نرم‌افزار کوانتوم اسپرسو انجام شده است. پایدارترین ساختاربلوریSi2BNبامحاسبه منحنی انرژی بر حسب حجم،انرژی همدوسی،انرژی تشکیل،طول پیوندوآنتالپی ساختارهای مختلف بلورSi2BNبرای فشارهای مختلف نشان داده شده است. این ساختار در حالت انبوهه فلز است که عامل آن حضور اتم Siمی‌‎باشد. با در نظر گرفتن سهم اربیتال‌های هر اتم در ایجاد چگالی حالت کل مشاهده می‌شود که اربیتال‌ pاتم‌های Bو Si1در انرژی فرمی به ترتیب بیشترین سهم را در توزیع چگالی نوار ظرفیت و نوار رسانش داشتند. درایجاد ساختارتک لایه مقدارخلأبهینه برای همۀ تقریب‌هابرابربا ۱۲ آنگستروم درنظرگرفته شده است لازم به ذکراست محاسباتSi2BNتک لایه نیزخواص فلزی نشان داده است اماطول پیوندهادچارتغییرشده است. در ایجاد ساختار دو لایه‌ای نیز فاصلۀ میان لایه‌ای بهینه و انرژی جذب ساختار مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها