محاسبه ویژگی های اپتیکی و الکترونی نانو لایه znx(x=s, se) با استفاده از نظریه تابعی چگالی

در این پژوهش ویژگی‌های اپتیکی و الکترونی انبوهه و نانو لایه سلنیدروی (znse) و سولفید روی (zns) مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات بر اساس حل معادله شرودینگر بس الکترونی در چارچوب نظریه تابعی چگالی و با استفاده از کد محاسباتی (wien2k)  انجام شده است. انرژی تبادلی- همبستگی با استفاده از رهیافت های تقریب شیب تعمیم یافته و انگل- وسکو بدست آمده است. به منظور بررسی ویژگی های الکترونی و اپتیکی نانولایه های سلنیدروی و سولفیدروی، ساختارنواری و تابع دی‌الکتریک حقیقی و موهومی انبوهه و نانولایه این ترکیبات با ضخامت های مختلف محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج محاسبات ساختار الکترونی  بدست آمده نشان می‌دهد که شکاف‌نواری نانولایه های سلنیدروی و سولفیدروی به صفر کاهش یافته است و این ترکیبات که در حالت انبوهه نیمه رسانا هستند در حالت نانولایه رسانا می باشند. همچنین، نتایج محاسبات قسمت حقیقی تابع دی ‌الکتریک نشان می دهد که ضریب دی الکتریک استاتیک در راستای موازی سطح نانولایه و عمود بر سطح نانولایه برای هر دو ترکیب سولفیدروی و سلنیدروی با مقدار ثابت دی الکتریک انبوهه ترکیبات مورد مطالعه متفاوت است. مقایسه نمودارهای قسمت حقیقی نانولایه‌ های سولفید روی و سلنید روی با نمودارهای متناظر حالت انبوهه نشان می دهد که فرآیند جذب موج الکترومغناطیس در نانولایه ‌های سولفید روی و سلنید روی در مقایسه با حالت انبوهه متناظر در انرژی های پایین تر رخ می دهد.

calculation of the electronic and optical properties of znx (x=se, s) nano-layer using density functional theory

in this study, the optical and electronic properties of bulk and nano-layer of zinc selenide (znse) and zinc sulfide (zns) are investigated. the calculations for solving the many-body schrodinger equations are performed in the framework of density functional theory using the wien2k computational package. the engel-vosko and gradient generalized approximation (gga) treat the exchange-correlation potential. to investigate the electronic and optical properties of zinc selenide and zinc sulfide nano layers, the electronic band structure and the real and imaginary parts of complex dielectric function for the bulk and nano-layer with different thicknesses are calculated and compared. the results of electronic band structures show that the energy band gap of zinc selenide and zinc sulfide nano-layers with various thicknesses decreases to zero and are metal. in contrast, the bulk of zinc selenide and zinc sulfide compounds are semiconductors. the results also show that for each compounds the static dielectric function for the perpendicular and parallel direction to the nano-layer surface is different from the bulk static dielectric function. comparison between the real parts of complex dielectric function for the bulk and nano-layer shows that absorption of electromagnetic radiation for the znse and zns nano-layer in comparison to corresponding bulk results occur in lower energies.