مطالعه ابتدا به ساكن طيف اتلاف لبه‌ي K نيتروژن در تك‌لايه‌ي نيتريد واناديوم

First-principle study of the nitrogen K Edge spectrum of the monolayer V2N

در اين مطالعه، با استفاده از روش امواج تخت بهساخته خطي با پتانسيل كامل و تقريب شيب تعميم يافته در چارچوب نظريه تابعي چگالي، خواص الكتروني شامل ساختار نواري، چگالي حالات و طيف اتلاف انرژي الكترون نزديك ساختار لبه‌ي (ELNES) K نيتروژن براي انبوهه و لايه‌ي تركيب V2N محاسبه شده‌ است. تجزيه و تحليل ساختار نواري نشان مي‌دهد كه هر دو ساختار انبوهه و لايه فلز هستند و مكان انرژي فرمي در نوار d اتم واناديوم است. همچنين بررسي چگالي حالت‌هاي كلي و جرئي نشان مي‌دهد كه براي انبوهه و لايه، حالت هاي d اتم V بيشترين سهم را در نزديكي سطح فرمي و حالت‌هاي p اتم نيتروژن بيشترين سهم را در انرژي‌هاي كمتر دارا هستند. طيف لبه‌ي K نيتروژن محاسبه شده، با تنها نمونه تجربي در توافق خوبي است. در مقايسه با انبوهه ، اختلاف انرژي ميان ساختار‌هاي عمده‌‌ي لايه به دليل طول پيوندهاي نسبتا بزرگ‌تركاهش مي‌يابد، كه مي‌تواند به عنون ابزاري براي تشخيص لايه‌ها در نظر گرفته شود. طيف لبه‌ي K نيتروژن شامل چند ساختار اصلي است كه از گذار الكترون به حالات pz و px+py و هيبريداسيون آن‌ها ناشي مي‌شود.

In the frame work of the density functional theory (DFT) and using the full‐potential linearized augmented plane wave (FPLAPW) method and by the generalized gradient approximation (GGA) functional, electronic properties including band structure, density of states (DOS) and electron energy loss near K edge structure of nitrogen atom for both bulk and monolayer of V2N have been calculated. Band structure analysis show that both bulk and monolayer structures are metallic, and the Fermi energy includes the d band of vanadium atom. Moreover, from total and partial DOS, it is inferred that, for both bulks and monolayers, the d states of V atom have the most contribution near the Fermi level, whereas the p states of nitrogen atom have the most one below it. The calculated N K edge is at a good agreement with the only available experimental analogues. Compared to the bulks, the energy differences between the main peaks in monolayer decrease due to the slightly larger bond lengths that it can be used as a fingerprint for monolayers. Nitrogen K edges spectra include some main features originated from electron transition to pz and px+py states and their hybridization.