محاسبه خواص ساختاری و الکترونی ترکیبات نیم‌رسانای iii- v با استفاده از تابعی‌های پیشرفته نظریه تابعی چگالی

در این پژوهش خواص ساختاری و الکترونی ترکیبات نیم‌رسانای iii- v با استفاده از محاسبات نظریه تابعی چگالی به روش امواج تخت بهبود یافته خطی بررسی شده‌اند. پس از بررسی چندین تابعی تبادلی همبستگی، مشخص شد که تابعی‌های sogga و gga- wc گزینه‌های مناسبی برای محاسبه خواص ساختاری ترکیبات مورد نظر هستند. برای محاسبه خواص الکترونی و به ویژه گاف انرژی، تابعی gga- ev و پتانسیل تبادلی tb mbj همراه با تصحیح اسپین مدار مورد تایید قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهند که پتانسیل تبادلی tb- mbj+soc گاف نواری این ترکیبات را با دقت بسیار خوبی محاسبه می‌کند. در مورد موادی مانند tlas که گاف منفی دارند، مشخص شد که پتانسیل تبادلی tb- mbj قادر به پیش‌بینی این گاف نیست و در حقیقت گاف بر روی صفر تنظیم می‌شود. برای محاسبه جرم موثر نیز از چندین روش استفاده شد و پس از مقایسه با داده‌های تجربی مشخص شد که، تابعی‌های gga- pbe و gga- ev این کمیت را به ‌ترتیب برای مواد با گاف کوچک و گاف بزرگ با دقت خوبی محاسبه می‌کنند و البته بهترین نتایج جرم موثر با روش تابعی هیبرید hsebgfit به ‌دست آمد. همچنین، نتایج نشان می‌دهند که تصحیح اسپین مدار باعث می‌شود تا نتایج جرم موثر محاسبه شده به مقادیر تجربی نزدیک‌تر شوند.

Calculation of the structural and electronic properties of IIIV semiconductor compounds using advanced functionals of density functional theory

In this study, the structural and electronic properties of IIIV semiconductor compounds are studied using Density Functional Theory computations within the Full Potential Linearized Augmented Plane Wave (FPLAPW) method. After considering several exchangecorrelation functionals, it is determined that the SOGGA and GGAWC functionals are suitable alternatives for calculating the structural properties of the desired compounds. For the calculation of electronic properties, particularly the energy band gap, the GGAEV functional and the TBmBJ exchange potential with spinorbit correction are approved. The results show that the exchange potential TBmBJ + SOC accurately calculates the band gap of these compounds. In the case of materials such as TlAs, which have negative band gaps, it is found that the exchange potential TBmBJ is not able to predict this gap; in fact, the gap is set to zero. For the calculation of the effective mass, several methods are used; after comparing with experimental data, it is found that the GGAPBE and GGAEV functionals calculate this quantity for small band gap and large band gap materials, respectively; this is done with proper accuracy and of course,   the best effective mass results are obtained with the method of hybrid functional HSEbgfit. It is also found that the spinorbit correction makes the calculated effective mass results closer to the experimental values.