بررسی خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی ترکیب zno با استفاده از روش امواج تخت تقویت شده ی خطی با پتانسیل کامل

در این پایان نامه ویژگی های ساختاری، الکترونی و اپتیکی ترکیب zno در سه فاز کلرید سدیم (rs)، سولفید روی(zb) و ورتسایت (wz) مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از روش امواج تخت تقویت شده ی خطی با پتانسیل کامل (fp-lapw) در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی و با تقریب های مختلف و نرم افزار wien2k انجام گرفته است. ثابت های شبکه که در محاسبات به کار رفته اند برای ساختار rs و zb به ترتیب برابر با a? 271/4 و a? 62/4 و برای ساختار ورتسایت a? 2496/3a=b= و a? 2042/5c= می باشند. در این تحقیق ویژگی های ساختاری ترکیب zno از جمله ثابت های شبکه، مدول حجمی، تراکم پذیری و مشتق مدول حجمی نسبت به فشار در تقریب های مختلف محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که در ساختار rs و zb تراکم پذیری در هر سه راستا یکسان می باشد در حالی که برای ساختار wz در راستای a و c متفاوت است که نشان از ناهمسانگردی zno در ساختار ورتسایت می باشد. همچنین محاسبات نشان می دهد که تراکم پذیری ساختار rs بیشتر از دو ساختار دیگر است که حاکی از سخت تر بودن ترکیب در این فاز می باشد. محاسبات ساختار نوارهای انرژی نشان می دهد که این بلور یک نیم رسانا با گاف نواری پهن است که در فازهای zb و wz این گاف نواری مستقیم و در فاز rs غیر مستقیم است و چگالی حالت های انرژی نیز تائیدی بر این مورد است. همچنین محاسبات چگالی ابر الکترونی نشان می دهد که ترکیب zno همزمان دارای پیوند یونی-کووالانسی می باشد که خاصیت یونی در ساختار rs بیشتر از دو ساختار دیگر است. علاوه بر این محاسبات چگالی حالت های جزئی نشان دهنده ی هیبریدشدگی قوی بین اربیتال های d3 اتم روی و p2 اتم اکسیژن می باشد که تائیدی بر وجود پیوند کووالانسی در این ترکیب می باشد. بررسی ویژگی های اپتیکی نشان می دهد که ضریب شکست ایستایی برای ساختار کلرید سدیم 23/2، ساختار سولفید روی 21/2 و برای ساختار ورتسایت 15/2 است. همچنین انرژی پلاسمون های حجمی zno برای سه فاز کلرید سدیم، سولفید روی و ورتسایت به ترتیب برابر با ev44/24، ev01/20 و ev61/20 محاسبه شده است. محاسبات انجام شده در این پایان نامه با نتایج تجربی و نظری دیگران سازگاری خوبی دارد.