مهندسی گاف انرژی نانوسیم کربنی اشباع شده و مطالعه تاثیرات آلائیدگی با مولکول آمونیاک به کمک محاسبات آغازین (ab initio)

در این مقاله تاثیرات اندازه و جهت گیری رشد و همچنین تاثیر آلائیدگی با مولکول آمونیاک (nh3)، بر خواص الکترونی نانوسیم کربنی با ساختار الماسی اشباع شده با هیدروژن (dnw:h) بررسی شده است. این بررسی به روش نظریه تابعی چگالی (dft) و حل معادله کوهن شم با رهیافت میدان خودسازگار (scf) و با در نظر گرفتن تقریب چگالی موضعی (lda) انجام گرفت. ریخت شناسی نانوسیم ها از نوع استوانه ای با جهت گیری رشد [111] و سطح جانبی آنها توسط اتم های هیدروژن، اشباع شده است. نتایج محاسبات نشان می دهد گاف نواری این نانوسیم ها به علت بالا بودن نسبت سطح به حجم و به وجود آمدن تراز های سطحی، از گاف الماس انبوهه، کوچک تر است. نتایج محاسبات ناشی از آلائیدگی مولکول آمونیاک با یکی از اتم های کربن سطح جانبی نانوسیم الماس اشباع شده با هیدروژن در جهت [100]، منجر به کاهش گاف نواری شد به گونه ای که نانوسیم به یک نیم رسانای نوع n تبدیل شد.

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

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 KohnSham equation by selfconsistent 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 ntype semiconductor.