خواص ساختاری و الکترونیinsb1-xbix(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1)

در این مطالعه ویژگی‌های ساختاری و ساختار نواری (x= 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1) insb1-xbix  با استفاده از نظریة تابعی چگالی و توسط کد کامپیوتری wien2k مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه‌های مربوط به‌محاسبة ویژگی‌های ساختاری نشان می‌دهد که ثابت شبکه به‌صورت تابعی از x، در سازگاری عالی با قانون خطی ویگارد قرار دارد. محاسبات مربوط به‌بررسی ساختار نواری با به‌کارگیری پتانسیل تبادلی-همبستگی mbjgga نشان می‌دهد که insb یک نیم‌رسانا با پهنای گاف کوچک است که ترتیب نواری عادی‌ای را در نقطه γ نشان می‌دهد درحالی‌که inbi یک فلز است که دارای وارونگی نواری در نقطة γ است. با اضافه‌شدن bi به insb و ایجاد آلیاژهای insb0.75bi0.25 و insb0.25bi0.75، نظم نواری عادی و گاف نواری در نقطة γ از بین می‌رود و این منجر به‌گذار از نیم‌رسانا با پهنای گاف کم و نظم نواری عادی (insb) به‌سمت نیم‌رسانای بدون گاف (insb0.75bi0.25) و فلز (insb0.25bi0.75) با ترتیب نواری وارون می‌شود. با جایگزین‌شدن نیمی از اتم‌های sb توسط اتم‌های bi در insb و ایجاد آلیاژ insb0.5bi0.5، نه‌تنها در نقطة γ نظم نواری وارون مشاهده می‌شود، بلکه در این نقطه یک گاف نواری نیز ایجاد می‌شود، بنابراین گذار از نیم‌رسانای معمولی به‌سمت نیم‌رسانای توپولوژی اتفاق می‌افتد.

structural and electronic properties of insb1-xbix(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1)

in this study, the structural properties and electronic band structure of insb1-xbix (x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1) alloys are investigated using density functional theory utilizing the wien2k package. the results related to the structural properties showed that the lattice constant, as a function of x, is in excellent agreement with vegard’s linear rule. calculations involving the investigation of the band structure using the mbjgga exchange-correlation potential reveal that insb is a semiconductor with a small gap , exhibiting a normal band order at the γ point while inbi is a metal that exhibits a band inversion at the γ point. by adding bi to insb and forming insb0.75bi0.25 and insb0.25bi0.75 alloys, the normal band order and the gap at the γ point disappear. this leads to a transition from a narrow band gap semiconductor with normal band order (insb) to a gapless semiconductor (insb0.75bi0.25) and a metal (insb0.25bi0.75) with an inverted band order. by replacing half of the sb atoms with bi atoms in insb and creating the insb0.5bi0.5 alloy, not only is an inverted band order observed at the γ point but a band gap is also created and a transition from a conventional semiconductor to a topological semiconductor occurs.