مطالعه خواص الكتروني وساختار نواري اكسيد زيركونيوم به كمك نظريه‌ تابعي چگالي

Electronic and structure of Zirconia by Density Functional Theory

در اين تحقيق ما خواص فيزيكي اكسيد زيركونيوم(زيركونيا) كه به عنوان كانديد جديدي براي جايگزيني با اكسيد دروازه‌ ترانزيستورهاي اثر ميدان مطرح مي‌باشد، را بررسي كرده‌ايم. ابتدا در حالت پايه، چگالي حالت‌هاي الكتروني و گاف نواري و نيز جرم مؤثر حامل‌ها را بررسي كرديم. سپس در حالت برانگيخته با مطالعه‌ پولارون‌ها، نقش فونون‌ها را به طور غيرمستقيم بررسي كرده و مشاهده كرديم كه با در نظر گرفتن برهمكنش بين حامل‌ها و تشكيل حالت‌هاي پولاروني گاف نواري زيركونيا كاهش و طول استتار دباي افزايش مي‌يابد كه اين پديده منجر به افزايش آهنگ پراكندگي حامل‌ها نسبت به حالت پايه مي‌شود و نظريه‌ پراكندگي دباي را به خوبي تأييد مي‌كند.

In this paper, the physical properties of ZrO2 as an emerging candidate for FET transistors are investigated. The band gap and carrier’s effective mass in ZrO2 at ground state are investigated. Then, in the excited state, electron and hole polarons are studied. It is found that, due to the polaronic states, the band gap is reduced and Debye Scattering Length and carrier scattering rates are increased which is in good agreement with Debye Scattering Theory.