بررسي اثر تهي جا در ساختار الكتروني بلور 3O2α-Al

Investigation of vacancies effects on the electronic structure of α-Al2O3 crystal

در اين مطالعه ساختار الكتروني لوزوجهي (رمبوهدرال) 3O2α-Al مورد بررسي قرار گرفت. ساختار α-آلومينا متعلق به گروه فضايي و لوزوجهي با دو واحد فرمولي (10 اتمي) در سلول واحد اوليه است. هرچند ساختاري كه بيش تر مورد استفاده قرار مي گيرد، شش گوش ه اي (هگزاگونال) شامل 12 اتم آلومينيم و 18 اتم اكسيژن، 6 واحد فرمولي است. نقش نقص ها در شبكه ي بلوري به خصوص نقص تهي جا در اين مقاله مورد بررسي قرار گرفته است. تغييرات ساختار نواري در نبود يكي از اتم هاي O يا Al ارزيابي-شده است. محاسبه هاي انجام شده (با استفاده از كد شبيه سازي كوانتوم اسپرسو) نشان داد كه 3O2α-Al يك گذار مستقيم در نقطه ي Γ دارد و گاف انرژي به دست آمده از نظريه ي تابع چگالي (DFT)، eV 6/3 است. هم چنين تهي جاي O بيش تر از تهي جاي Al بر روي ساختار الكتروني بلور C: 3O2α-Al تأثيرگذار بوده و در افزايش پاسخ اين بلور به عنوان آشكارساز مؤثر است.

In this study, the electron structure of the α-Al2O3 rhombohedral graft has been investigated. The alpha-alumina structure belongs to the space group R3c and the rhombohedral with two units of formula (10 atoms) in the primary unit cell. Although the most widely used structure is hexagonal, it consists of 12 aluminum atoms and 18 atomic oxygen units, six units of formulas. The role of defects in the crystalline network, especially the vacancy defect, is investigated in this work. The band structure changes are evaluated in the absence of one of the O or Al atoms. The calculations showed that α-Al2O3 has a direct transition at Γ, and the energy gap obtained from the density functional theory (DFT) method is 6.3 eV. Also, the depletion effect of O is higher than that of Al on the crystal electron structure: α- Al2O3:C, and is useful in increasing the response of this crystal as a detector.