اثر کرنش دو محوری بر روی باندگپ SnO2 : محاسبات اوليه

قیمت: 46,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

اثر کرنش دو محوری بر روی باندگپ SnO2 : محاسبات اوليه

عنوان لاتین

Effect ofBiaxial Strain on SnÜ2 Bandgap : First-Principles Calculations

در مطالعه حاضر، تغيير انرژي باندگپ را با (کرنش) کشش دو محوری در SnO2 در شکل فله‌ای آن با استفاده از قابلیت محاسبات اولیه مورد بررسي قرار گرفته است. تمام محاسبات براساس DFT در تقریب پتانسیل مبادله بک-جانسون اصلاح شده (TB-mBJ) تران-بلاها بود. تحت کشش فشاری و تنشی دومحوری، چگالی‌های پیش‌بینی شده حالات نشان داد که ترازهای ظرفیت و هدایت به ترتیب دارای جابجایی آبی و قرمز هستند. نشان داده شده است که حالات هدایت ترکیب اکسیژن و قلع، اندرکنش کووالانسی را ایجاد می‌کند که به طور مستقیم بر باندگپ تاثیر می‌گذارد. در مورد کشش تنشی، کاهش توزیع بار مشاهده شده در اطراف مکان‌‌های قلع، طول پیوند Sn-O را افزایش داده و انرژی باندگپ را کاهش می‌دهد. با این حال، در مورد فشرده‌سازی، رفتاری متضاد، نشان داده می‌شود که به وضوح توانایی کشش را برای مدوله‌سازی ساختار باند را نشان می‌دهد. در نهایت، نتایج ما نشان می‌دهد که ساختار SnO2 بسیار انعطاف‌پذیرتر است و با کشش مکانیکی می‌توانیم خواص الکترونیکی و باندگپ را به طور موثری مدوله کنیم تا مناسب بودن آن برای کاربردهای الکترونیک نوری و الکتریک حرارتی بهبود یابد.

In the present study, the variation of the band gap energy with biaxial strain in Sn02 in its bulk form is examined using state-of-the-art first-principles calculations. All calculations were based on DFT within the Tran-Blaha modified Becke-Johnson exchange potential approximation (TB-mBJ). Under biaxial compressive and tensile strain, the projected densities of states showed that valence and conduction bands blue- and red-shift respectively. Hybrid oxygen and tin conduction states were shown to provide covalent bonding interaction which directly affects the band gap. In the case of a tensile strain, a decrease of the charge distribution around tin sites is observed which elongates the Sn-O bond and decreases the band gap energy. However, an opposite behavior is demonstrated in the case of compression which clearly demonstrates the ability of strain to modulate the band structure. Finally, our results suggest that the Sn02 structure is very flexible and by mechanical strain we can efficiently modulate its electronic properties and band gap to improve its suitability for optoelectronic and thermoelectric applications.