خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از نظریه تابعی چگالی

نوع فایل :word

تعداد صفحات :۱۰۶

در این مطالعه با بکارگیری روش FP-LAPW و در چارچوب نظریه تابعی چگالی خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BP_xSb_1-x در غلظت­های (۱ ،۷۵/۰ ،۵/۰ ،۲۵/۰ ،۰ =x ) بررسی شده است. در گام نخست خواص ساختاری شامل پارامتر شبکه تعادلی، مدول حجمی و مشتق مدول حجمی برای ترکیبات دوتایی در فازهای نمک طعام، بلند روی، ورتزیت محاسبه شده است. سپس مقادیر ثابت شبکه و مدول حجمی به ازای غلظت­های مختلف محاسبه و نتایج حاصل از قانون وگارد مقایسه شده است. در مرحله بعد، خواص الکترونی شامل ساختار نوار انرژی و چگالی حالت­ها (DOS) بررسی شد. محاسبات ساختار نواری نشان می­دهد که ترکیب­های BSb و BP در فازهای بلند روی و ورتزیت خاصیت نیمه­رسانایی دارند در صورتی که این ترکیبات در فاز نمک طعام از خاصیت فلزی برخوردارند. همچنین گاف نوار انرژی برای آلیاژهای BP_xSb_1-x در فاز بلندروی با دو روش PBE-GGA و EV-GGA برآورده شده است. محاسبات مربوط به چگالی حالت­ها برای آلیاژهای BP_xSb_1-x نشان می­دهد که سهم عمده چگالی حالت­ها در زیر سطح فرمی مربوط به اوربیتال­های p اتم­های (B)، (P) و (Sb) می­باشد. در گام بعدی خواص اپتیکی این ترکیبات شامل بخش­های حقیقی و موهومی تابع دی ­الکتریک، تابع اتلاف انرژی، ضرایب شکست، بازتاب، جذب و خاموشی محاسبه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. محاسبات نشان می­دهد که سهم اصلی در گذارهای اپتیکی BSb در فاز بلند روی ناشی از اوربیتال­ p اتم­های (B) و (Sb) به عنوان حالت اولیه و اوربیتال­های s و p اتم (B) به عنوان حالت­های نهایی و در مورد اتم BP  ناشی از  اوربیتال p اتم­های (B) و (P) به عنوان حالت اولیه و اوربیتال­های s و p اتم­های (B) و (P) به عنوان حالت نهایی می­باشد. به کمک نمودار قسمت موهومی تابع دی الکتریک مشخص شد که جذب آلیاژهای BP_xSb_1-x  در فاز بلندروی به ترتیب غلظت از انرژی­های ۳۲/۱، ۶۲/۱، ۴۹/۱، ۸۹/۰ و ۷۸/۱ الکترون ولت آغاز شده است که برابر آستانه گذار بین نواری می­باشند. پیک اصلی طیف تابع اتلاف انرژی (فرکانس پلاسما) برای آلیاژهای BP_xSb_1-x به ازای (۱و ۷۵/۰ ،۵/۰ ،۲۵/۰ ،۰ = x ) در فاز بلند روی به ترتیب در نقاط ۷۴/۲۲ و ۹۶/۲۰، ۹۱/۱۹، ۰۳/۱۹، ۲۱/۱۸ الکترون ولت قرار دارد. همچنین مقادیر ضریب شکست آلیاژهای BP_xSb_1-x در فرکانس صفر که یکی از پارامترهای مهم اپتیکی است، علاوه بر روش FP-LAPW با استفاده از روش­های Moss، Ravindra، Vandamme در فاز بلند روی محاسبه شد. در پایان نیز مقادیر ضریب جذب، خاموشی و بازتاب برای آلیاژهای BP_xSb_1-x محاسبه شد.