مطالعه ی نظری برهمکنش سطوح نیمه رسانای tio2 با خوشه های cdse

برای شبیه سازی قطعاتی از مواد در مقیاس نانو اولین قدم محاسبه ی ساختار الکترونی پایه ای و خواص نوری است که شامل محاسبه ی حالت های تک الکترونی، تمرکز موضعی تابع موج و ویژه انرژی ها است. در مطالعه ی حاضر با استفاده از روش نظریه ی تابعیت چگالی (dft) و کد pwscf برهم کنش خوشه های cdse با سطوح (110) روتیل و (101) آناتاز tio2 بررسی می شود. در این مطالعه از سه خوشه با اندازه متفاوت استفاده می شود و نتایجی در مورد هندسه، انرژی، ساختار الکترونی و طیف جذبی برای اولین حالت های برانگیخته به دست می آید. برای این منظور با کمینه کردن انرژی کل و نیروهای اتمی حالت بهینه ساختارهای سطوح و هم چنین سیستم سطح/خوشه به دست می آید. نتایج بدست آمده نشان می دهد که خوشه های cdse روی سطوح روتیل و آناتاز گاف نواری tio2را کاهش می دهد و طیف جذب نوری آن با ایجاد حالت های جدید در گاف نواری بهبود می یابد. سطوح انرژی ناخالص در گاف نواری عمدتاً از همپوشانی اوربیتال های 4p و 5p اتم های se و cd با حالت های 2p اتم o و 3d اتم ti بوجود می آید. این سطوح ناخالص می توانند طیف جذبی tio2 را به نواحی انرژی با طول موج بیشتر (نواحی مرئی) جابه جا کنند و با افزایش اندازه ی خوشه های جذب شده روی سطح گاف انرژی باریک تر شده و طیف جذبی بیشتر به سمت نواحی انرژی با طول موج بلندتر منتقل می شود و شدت جذب نیز افزایش می یابد.