مطالعه خواص الکترونی نانو ورقه‌های کرباید سیلیسیم، کرباید ژرمانیوم و کرباید قلع با استفاده از نظریه‌ی تابعی چگالی و تقریب های gga, lda و tb-mbj

در این مقاله خواص الکترونی نانو ورقه‌ها‌ی شبه گرافنی کرباید سیلیسیم، کرباید ژرمانیوم و کرباید قلع مورد بررسی قرارگرفته است. محاسبات این پژوهش بر اساس نظریه‌ی تابعی چگالیdft با استفاده از روش امواج تخت تقویت ‌شده‌ی خطی با پتانسیل کامل(fplapw) و به‌کارگیری سه تقریب gga, lda و tbmbj به‌روش خودسازگار انجام‌ شده است. بررسی چگالی‌حالت‌ها نشان می‌دهد که اوربیتال‌های pکربن در نوار رسانش و ظرفیت بیش‌ترین سهم را در هر سه نانو ورقه دارند. محاسبات ساختار نواری در هر سه تقریب نشان می‌دهد که نوع گاف انرژی در نانو ورقه‌هایsic ،gec و snc به‌‌ترتیب مستقیم، مستقیم و غیر مستقیم است. همچنین مقدار گاف در تقریب tbmbj برای این نانو به‌‌ترتیب برابر 3.31 ، 2.93 و 1.38 الکترون‌ولت برآورد شد که نسبت به دو تقریب دیگر به‌طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر است. بنابراین نانو ورقههایgec, sic به‌دلیل دارا بودن گاف انرژی مستقیم و نسبتا بزرگ می‌توانند در صنعت الکترواپتیک مورد توجه واقع شوند. درصد یونی بودن پیوندها با استفاده از رابطه‌ی پائولی و محاسبات چگالی الکترونی بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که نوع پیوند در نانو ورقه‌های مورد بحث کووالانسی و درصد یونی پیوندها در نانو ورقه‌های sic, gec و َsnc به‌ترتیب 10، 7 و 8 درصد است.

Study the electronic properties of SiC, GeC and SnC nano-sheets using density functional theory with GGA, LDA and TB-mBJ approximations

In this paper, electronic properties of nanosheets of silicon carbide, germanium carbide and tin carbide have been investigated. The calculations were performed based on the density functional theory (DFT) using full potential augmented plane wave (FPLAPW) method. In our calculation we used GGA, LDA and TBmBJ approximations for the exchangecorrelation potential. Density of states calculations shows that the carbon porbitals have the highest contribution to the conducting and valance bands in the three nanosheets. The band structure calculations show that the band gap in SiC, GeC and SnC nanosheets is direct, direct and indirect, respectively. The band gaps calculated by the TBmBJ approximation for these nanosheets were obtained about 3.31, 2.93 and 1.38 eV, respectivly, which are significantly higher than the band gap calculated by the two other approximations. Therefore, due to the direct and relatively large energy bands, SiC and GeC nanosheets can be considered in the nano electrooptic devices. The percentage of ionization of the bonds was investigated using Pauli’s relation and electron density calculations. The results show that the type of the bonds is covalent and the percentage of ionization of the bonds in the SiC, GeC and SnC are 10, 7 and 8 percent, respectively.