Share
التركيب الالكتروني لبلورات الجرمانيوم النانوية باستعمال نظرية المبادئ الاساسية المحددة لهارتري - فوك == Electronic Structure of Germanium Nanocrystals Using Ab Initio Restricted Hartree - Fock Theory
Author name:
نور هادي عيسـى
Supervisor name:
مضر احمد عبد الستار | احمد محمود عبد اللطيف
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Master
University:
University of Babylon - College Of Science - Physics Department
Language:
English
University location:
Babylon
First pages:
26T1599 - p.pdf
Abstract:
تم استعمال طريقة المبادئ الاساسية المحددة لهارتري - فوك وتقريب خلية الوحدة الكبيرة لمحاكاة تاثير الحجم على بلورات الجرمانيوم النانوية ولقد تم دراسة خمسة احجام من الذرات هي8 و16 و54 و64 و128 ذرة وتحديد التركيب الالكتروني وبعض الخصائص الفيزيائية لتلك البلورات النانوية لجزئي القلب والسطح مثل فجوة الطاقة وطاقة الترابط والثابت الشبيكي وعرض حزمة التكافؤ لشكلين هندسيين المكعب ومتوازي المستطيلات. ان طاقة الترابط تزداد بزيادة حجم القلب وصولا الى القيمة 10.79 الكترون فولت وهذه القيمة تمثل ضعف القيمة العملية تقريبا. بينما فجوة الطاقة تقل مع زيادة حجم القلب وتصبح قريبة من القيمة العملية عند اضافة تاثير السطح وقد وجد ان القيمة 0.29 الكترون فولت لـ 64 ذرة والتي تشير الى نصف القيمة العملية ونتوقع الحصول على قيمة دقيقة عند دراسة عدد اكبر من ذرات السطح. ولقد اخذنا بالحسبان التاثيرات النسبية وتصحيح الطاقة بالنسبة لنقطة الصفر. كما ان ادخال تاثير السطح المؤكسد(001) ذو الابعاد (1×1) وحسب الحصر الكمي فان السطح يعمل على تقليل فجوة الطاقة وزيادة عرض حزمة التكافؤ وهذه النتيجة تتفق مع اغلب البحوث النظرية. اما حزم التكافؤ فانها تكون اكثر عرضا عند السطح نتيجة لفصل المستويات الطاقية ووجود ذرات الاوكسجين.كما ان ثابت الشبيكة بقيمة 0.54 نانومتر يتفق بصورة جيدة مع القيمة العملية. تلك الخصائص تبدو اكبر من تلك المحسوبة بطرائق شبه تجريبية والتي تستخدم الاهمال التام للتداخل التفاضلي لانها تحسب كل التكاملات. ولقد بينت النتائج ان حالات السطح تكون قليلة التحلل بسبب عدم استمرارية السطح ووجود ذرات الاوكسجين | Ab initio restricted Hartree - Fock (RHF) method coupled with the large unit cell method (LUC) is used to simulate five sizes of Ge nanocrystal (8, 16, 54, 64, and 128) atoms and determine the electronic structure and physical properties of these nanocrystals with core and surface parts such as energy gap, cohesive energy, lattice constant, and valence bandwidth for two geometrical shapes : cubic and parallelogram. Cohesive energy increased with the core size reaching the value ( 10.79 eV) which represent approximately twice the experimental value, whereas energy gap decreased as the core size becomes near from the experimental value when we add surface effect so we obtain the value (0.29 eV) for 64 atoms which equals half the experimental value and we expect that we have an accurate value when we study high number of surface atoms. We take into account relativistic and zero - point corrections. The introduce of oxygenated (001) - (1×1) surface is effected and according to quantum confinement reduced the energy gap and enlarged valence bandwidth of (20.29 eV) greater than that of bulk and in agreement with most theoretical researches. Valence bands are wider on the surface part due to the splitting of energy levels and oxygen atoms. lattice constant with 0.54 nm is in good agreement with the experimental value. These properties seem to be larger than that obtained from semiempirical methods using the complete neglect of differential overlap (CNDO) cause it computes all integrals. The results show that the surface states are found mostly few - degenerate because of the effect of surface discontinuity and oxygen atoms
