بخشی از مقاله
چکیده
در این کار خواص الکترونی Si1-xGexO2 با ساختار – i فاز - ۱, ٥ ۷/ ۰, ٥/ ۰, ٥ ۲/ ۰، ۰ - x= با روشهاي بر مبناي نظریه تابعی چگالی مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر تغییر جایگاه اتمهاي سلسیوم و ژرمانیوم بر ساختار نواري نیز بررسی شدهاست. محاسبات نشان میدهد که این ساختارها پایدار هستند و گاف انرژي آنها بین ۴ ۹ ۳/ ۲ تا eV ۴ ۸ ٥/ ۴ است که بستگی به جایگاه اتمها و فشار روي سیستم دارد.
مقدمه
مواد با ثابت ديالکتریک بزرگ از اهمیت خاصی برخوردار هستند. در راستاي یافتن موادي با این خصوصیت در سالهاي اخیر محققین به فاز جدیدي براي اکسید سلسیوم که معکوس ساختار Ag2O با گروه فضایی Pn3m است ، دست یافته اند]١.[ این فاز جدید که -i فاز نام گرفته است داراي ثابت ديالکتریک نوري بزرگ در حدود ٢٥/٣ است که در مقایسه با سایر اکسیدهاي سلسیوم پلیمورف بسیار بزرگ است ، که این ناشی ازچگالی زیاد آن در مقایسه با سایر اکسیدهاي پلیمورف است]١[ و ]٢.[ Sevik و Bulutay این ساختار را براي سایر عناصر گروه چهارم و آلیاژهاي آنها از جمله Si0.5Ge0.5O2 به کار بردهاند و خواص الکترونی و نوري آن را بررسی کردهاند ]٣[ ، در راستاي کار آنها در اینجا ساختار - iفاز براي آلیاژهاي Si0.75Ge0.25O2 و Si0.25Ge0.75O2 به کار بردهشدهاست و ساختار نواري الکترونی و چگالی حالات کل وجزئی آنها محاسبه شدهاست.
محاسبات در این کار محاسبات با استفاده از نرمافزار WIEN2k انجام شدهاست ]۴[ ، که در آن از روش محاسباتی پایه اولیه پتانسیل کامل و با به کارگیري L/APW+lo در چارچوب نظریه تابعی چگالی استفاده شدهاست. در این نرمافزار سلول واحد به دو ناحیه تقسیم میشود: کرههاي موفینتین که هیچ تداخلی با هم ندارند و یک ناحیه بین کرهاي. روش L/APW+lo اوربیتالهاي اتمی کوهن– شم را برحسب اوربیتالهاي شبهاتمی براي داخل کرههاي موفینتین و امواج تخت براي ناحیه بینکرهاي بسط میدهد. از طرفی مجموعه پایه در داخل کرههاي موفینتین خود به دو دسته زیرمجموعه مغزه و زیرمجموعه ظرفیت تقسیم میشوند.
باعث تغییر در گاف انرژي شد ، نتایج در جدول 2 آمدهاست. با محاسبه انرژي کل و مقایسه آنها ساختارهاي پایدارتر انتخاب شد. ساختار نواري براي حالت پایدارتر در شکل 1 آمدهاست. از آنجا که لبه نوار رسانش و ظرفیت براي هر دو ساختار در Γ واقع شده است ، بنابراین هر دو ساختار Si0.75Ge0.25O2 وSi0.25Ge0.75O2 گاف مستقیم دارند ، بر خلاف SiO2 و Si0.5Ge0.5O2 که گاف غیر مستقیم دارند. این نشان میدهد که افزایش و کاهش درصد Si وGe در آلیاژ اولیه Si0.5Ge0.5O2 باعث تغییر در گاف شده است.
حالت تعادل
تغییرات گاف باتغییر جایگاه براي هر دو ساختار در جدول 2 آمده است. همچنین براي پتانسیل تبادلی همبستگی تقریب شیب تعمیمیافته - GGA - با روش Perdew-Burke-Ernzehof - PBE-GGA - استفاده شده است]٥[ و ]۶.[ انتگرالگیري روي ناحیه بریلوئن به روش تتراهدرون انجام شدهاست]٧.[ انرژي همگرایی براي محاسبات خودسازگار mRy ١/٠ درنظر گرفته شدهاست. در این کار از شبیهسازي Si0.75Ge0.25O2 و Si0.25Ge0.75O2 با یک ابریاخته 12 اتمی به صورت Si4-nGenO8 که n به ترتیب برابر ١ و ٣ است ، استفاده شدهاست.
