مهندسي گاف انرژي نانوسيم كربني اشباع شده و مطالعه تأثيرات آلائيدگي با مولكول آمونياك به كمك محاسبات آغازين (Ab initio)

Engineering energy gap of the carbon saturated nanowire and investigating the ammonia molecule doping effects by using the initial calculations (Ab initio)

در اين مقاله تأثيرات اندازه و جهت‌گيري رشد و همچنين تأثير آلائيدگي با مولكول آمونياك (NH3)، بر خواص الكتروني نانوسيم كربني با ساختار الماسي اشباع شده با هيدروژن (DNw:H) بررسي شده است. اين بررسي به روش نظريه تابعي چگالي (DFT) و حل معادله كوهن- شم با رهيافت ميدان خودسازگار (SCF) و با در نظر گرفتن تقريب چگالي موضعي (LDA) انجام گرفت. ريخت‌شناسي نانوسيم‌ها از نوع استوانه‌اي با جهت‌گيري رشد [111] و سطح جانبي آنها توسط اتم‌هاي هيدروژن، اشباع شده است. نتايج محاسبات نشان مي‌دهد گاف نواري اين نانوسيم‌ها به علت بالا بودن نسبت سطح به حجم و به وجود آمدن تراز‌هاي سطحي، از گاف الماس انبوهه، كوچك‌تر است. نتايج محاسبات ناشي از آلائيدگي مولكول آمونياك با يكي از اتم‌هاي كربن سطح جانبي نانوسيم الماس اشباع شده با هيدروژن در جهت [100]، منجر به كاهش گاف نواري شد به گونه‌اي كه نانوسيم به يك نيم‌رساناي نوع n تبديل شد

In this paper size effects, growth orientation and also doping by Ammonia molecule (NH3) on the carbon nanowire properties with saturated diamond structure by (DNw:H) have been investigated. This study was carried out using DFT theory and Kohn-Sham equation by self-consistent field (SCF) that performed by local density approximation (LDA). The nanowires morphology is cylindrical with [111] growth orientation and their lateral surface was saturated by hydrogen atoms. The results show that band gap of these nanowires is smaller to bulk diamond due to high surface to volume ratio and formation surface level. The results of ammonia molecule doping with carbon surface atoms at saturated diamond nanowire in [100] orientation lead to decrease in band gap until nanowire converted into a n-type semiconductor.