بررسي نظري اثر افزودن ناخالصي منيزيم برخواص فيزيكي نانو سيم هاي اكسيدروي

Theoretical investigations on the effects of Magnesium impurities on physical properties of ZnO nanowires

در اين مقاله، بر اساس نظريه تابعي چگالي و با استفاده از تقريب شيب تعميم يافته (GGA) انرژي تشكيل ناخالصي منيزيم در نانو سيم هاي اكسيد روي را محاسبه كرده و تغييراتي را كه در ساختار الكترونيكي آنها به واسطه افزودن ناخالصي منيزيم ايجاد ميگردد بررسي نموده ايم. موقعيت ترجيحي اتمهاي منيزيم در لايه زيرين سطح ميباشد كه با اشباع سطح نانوسيم با هيدروژن تفاوتي در اين رفتار مشاهده نمي شود. تغييرات شكاف باند و ميزان بار جزئي اتمهاي ناخالصي و اتمهاي مجاور آن نيز به وسيله روش آناليز بار Bader گزارش شده است. انرژي مورد نياز جذبسطحي هيدروژن و تغييرات آن با موقعيت اتم هاي ناخالصي در نانوسيم مورد مطالعه قرار گرفته است.

In this letter, based on the Density Functional Theory (DFT) approach and by using the Generalized Gradient Approximation (GGA), we have calculated the formation energy of Magnesium impurities in Zinc Oxide Nanowires and investigated the alterations of their electronic structure which are dependent on the incorporation of dopants. The preferential site for the Mg atoms is shown to be the subsurface position which does not change by saturating the surface of the nanowires with Hydrogen. We have reported the band gap variations and the partial charges of the impurities and their neighboring atoms by using the Bader Charge Analysis. The hydrogen adsorption energy and its dependence on the position of incorporated Mg atoms have been studied.