p113. بررسي پايداري ساختاري و خواص الكتروني ‏Si2BN‏ در حالت انبوهه و تك لايه

Investigation of Structural Stability and Electronic Properties of Si2BN in bulk and ‎monolayer states ‎

‏. در اين پژوهش سه چينش اتمي ممكن براي تركيب ‏Si2BN‏ در حالت انبوهه و تك لايه مورد مطالعه قرار گرفته است. اين تركيب داراي ساختار ‏لايه‌اي است و جزو مواد گرافن گونه به‎ ‎‏‌حساب مي‌آيد. خواص ساختاري و الكتروني پايدارترين حالت تركيب ‏Si2BN‏ در چارچوب نظرية تابعي ‏چگالي با تقريب‌هاي مختلف نظير ‏PBE، ‏Vdw‏ و ‏HSE‏ مورد بررسي قرار گرفته است. محاسبات توسط روش امواج تخت بهبوديافته و با ‏نرم‌افزار كوانتوم اسپرسو انجام شده است. پايدارترين ساختار بلوري ‏Si2BN‏ با محاسبه منحني انرژي بر حسب حجم، انرژي همدوسي و انرژي ‏تشكيل ساختارهاي مختلف بلور ‏Si2BN‏ نشان داده شده است. اين ساختار در حالت انبوهه و تك لايه فلز است كه عامل آن حضور اتم ‏Si‏ ‏مي‌‎باشد. با در نظر گرفتن سهم اربيتال‌هاي هر اتم در ايجاد چگالي حالت كل مشاهده مي‌شود كه اربيتال‌ ‏p‏ اتم‌هاي ‏N‏ و ‏Si‏ در انرژي فرمي به ‏ترتيب بيشترين سهم را در توزيع چگالي نوار ظرفيت و نوار رسانش حالت تك لايه داشتند. در ايجاد ساختار تك لايه مقدار خلأ بهينه براي همة ‏تقريب‌ها برابر با ۱۲ آنگستروم در نظر گرفته شده است.‏

In this research, three possible atomic arrangements for the Si2BN in bulk and monolayer states have ‎been studied. This compound has a layered structure and is a part of graphene-like material. The ‎structural and electronic properties of the most stable crystal structure of Si2BN have been investigated in ‎the framework of density functional theory with different approximations such as PBE, vdW and HSE. The ‎calculations have been performed by the projector augmented plane wave (PAW) method as implemented ‎in the Quantum Espresso (QE) package. The most stable crystal structure of Si2BN‏ ‏has been indicated by ‎the calculation of the Energy–volume curve, Cohesive Energy and Formation energy of different crystal ‎structures of Si2BN. This structure is found to be metallic in bulk and monolayer state that is due to the ‎presence of Si atoms. Considering the contributions of the orbitals of each atom in creating the total ‎density of states‏ ‏in monolayer state, it is obvious that the p orbital of N and Si atoms‏ ‏at EF possess the ‎majority of contributions in valence and conduction band, respectively. In creating the monolayer ‎structure, the optimal Vacuum for all approximations is considered to be 12Ao. ‎