بررسی ابتدا به ساکن خواص ساختاری و الکترونی بلور و نانوسیم ایندیم آرسناید (inas)

در این پایان نامه خواص ساختاری و الکترونی بلور و نانوسیم ایندیم آرسناید به روش محاسباتی بدست آمده است. محاسبات ما بر پایه-ی نظریه تابعی چگالی و به روش شبه پتانسیل با در نظر گرفتن تقریب چگالی موضعی همگن، با استفاده از نرم افزار محاسباتی pwscf انجام شده است. ساختار پایدار بلور ایندیم آرسناید زینک بلند است، گرچه تحت شرایط آزمایشگاهی خاصی در ساختار ورتسایت نیز مشاهده شده است. با در نظر گرفتن تقارن بالا و نسبت کوچک پیوندهای آویزان، نانوسیم هایی با سطح مقطع مثلثی شکل و شش ضلعی در فاز ورتسایت ]0001 [ و سطح مقطع شش ضلعی در فاز زینک بلند در راستای ]111 [ در نظر گرفتیم. برای انتخاب کردن سطوح جانبی نانوسیم، انر‍ژی تشکیل سطوح غیر قطبیده دو ساختار را محاسبه کردیم و سطوح (110) و (1010) به ترتیب در دو فاز زینک بلند و ورتسایت پایدارتر از دیگر سطوح بدست آمدند. محاسبات شبیه سازی نانوسیم ها در ابرسلول واهلیده و بهینه شده انجام شد. با محاسبه انرژی همدوسی نانوسیم ها در قطرهای کوچک، ساختار ورتسایت را پایدارتر از زینک بلند بدست آوردیم که با نتایج تجربه سازگار است. بصورت پدیده شناختی انرژی همدوسی نانوسیم را می توان بر حسب انرژی پیوندهای آویزان تعریف کرد و انرژی همدوسی نانوسیم در قطرهای بزرگتر را می توان برون یابی کرد. نتایج برون یابی شده نشان می دهد که تا قطر 50 آنگستروم نانوسیم های ورتسایت پایدارتر از نانوسیم های زینک بلند هستند. برای قطرهای بزرگتر، سهم پیوندهای آویزان کاهش می یابد و نتایج به سمت مقادیر حالت بلوری ایندیم آرسناید همگرا می شوند. برخلاف حضور پیوندهای آویزان در سطوح نانوسیم فاز پایدار ورتسایت، نانوسیم ها رفتار نیمه-رسانایی را حفظ می کنند. با کاهش قطر، پهنای گاف انرژی افزایش یافته و اثرات محصورشدگی کوانتومی مشهود می باشد. البته این افزایش کندتر از روندی است که الگوی ساده کوانتومی ذره در جعبه و تقریب جرم موثر پیش بینی می کند. با محاسبه چگالی حالات جزیی نانوسیم های فاز ورتسایت مشاهده کردیم اربیتال p4 آرسنیک سهم عمده بالاترین نوار ظرفیت و اربیتال p5 ایندیم سهم عمده پایین ترین نوار رسانش را تشکیل می دهند.