خواص ساختاری والکترونی نانونوارهای گالیوم نیترید لبه زیگزاگ هیدروژنه با استفاده از نظریه تابعی چگالی

در این پژوهش خواص ساختاری و الکترونی نانونوارهای گالیوم نیترید لبه زیگزاگ هیدروژنه با عرض‌های 19.2، 24.85، 30.49 و 36.14 آنگستروم که متناظر هستند با شماره‌های زنجیرۀ زیگزاگ 3، 5، 7 و 9 با استفاده از اصول اولیه و روش نظریۀ تابعی چگالی بررسی شده است. این بررسی‌ها با استفاده از امواج تختِ تقویت‌شدۀ خطی با پتانسیل کامل fp-lapw و کاربرد تقریب شیبِ تعمیم‌یافته برای پتانسیل تبادل‌‌همبستگی صورت گرفته است. چگالی حالت‌های کل و چگالی حالت‌های جزئی و چگالی ابر الکترونی رسم شده است. این محاسبات نشان می‌دهند که همۀ نانونوارهای مطالعه‌شده نیم‌رسانا هستند و نانونوارِ دارای عرض 3 شکاف انرژی 2.687 الکترون ولت، عرض 5 شکاف انرژی 2.304 الکترون ولت، عرض‌های 7 و9 به ترتیب شکاف انرژی 2.107 و2.008 الکترون ولت دارند و با افزایش عرض نوار، شکاف نواری کاهش می‌یابد. همچنین، نتایج نشان می‌دهند نانونوارهای گالیوم نیترید لبه زیگزاگ هیدروژنه با عرض‌های 3 ، 5، 7 و 9 غیرمغناطیسی هستند. چگالی حالت‌های جزئی نشان می‌دهد که در نانونوارهای باریک‌تر، اتم‌های واقع در لبه نسبت به اتم‌های میانی سهم بیشتری در چگالی حالت‌ها دارند.

The structural and Electronic Properties of the Hydrogenated Zigzag GaN Nanoribbons Using Density Functional Theory

The structural and electronic properties of the hydrogenated zigzag GaN nanoribbons with different widths 19.2, 24.85, 30.49 and 36.14 Å corresponding to numbers of the zigzag chain, 3, 5, 7, 9, have been studied. Density functional theory with full potential augmented plane wave approach and the generalized gradient approximation (GGA) are used for exchangecorrelation functional. The curves of total and partial density of states and electronic density of the nanoribbons were drawn. These computations show that all of the nanoribbons have semiconducting behavior. Values of energy gap of the nanoribbons are 2.687 eV, 2.304 eV, 2.107 eV and 2.008 eV for the ribbons with 3, 5, 7 and 9 width, respectively. With increasing the width of the nanoribbons, the band gap is decreased. Also, these nanoribbons do not have magnetic property. In addition, in narrower ribbon, the partial density of states shows that the edge atoms have more constitution than that of inner atoms in density of states.