نام پژوهشگر: فاطمه علایی
فاطمه علایی پیمان صاحب سرا
ادوات اپتوالکترونیکی نیازمند موادی هستند که گاف انرژی آن ها در محدوده ی معینی باشد. نقاط کوانتومی، این ویژگی را فراهم می آورند، به گونه ای که می توانند با تغییر گاف انرژی، محدوده ی مورد نظر آن را برای ما ایجاد کنند. آن ها نانوذراتی با خصوصیات نوری منحصربه فرد می باشند، که امروزه بسیار مورد توجه اند. از موادی که اخیراً در سلول های فوتوولتائیک مورد توجه دانشمندان قرار گرفته، گرافین و نیترید بور را می توان نام برد که نیترید بور سبک ترین ترکیب iii-v است. نیترید بور شش گوشی ساختاری شبیه به گرافین دارد ولی برخلاف گرافین که ماده ای رساناست، گاف انرژی نسبتاً بزرگی دارد، بنابراین در دسته ی نیم رساناها جای می گیرد. رهیافت های بسیاری برای تنظیم گاف انرژی این دو ماده پیشنهاد شده است که از آن جمله می توان به کشش، نقص، کاهش ابعاد به صورت نانو روبان، اعمال پتانسیل و میدان الکتریکی خارجی، آلاییدن و یا اضافه کردن مواد شیمیایی مثل هیدروژن اشاره کرد. همچنین شکست تقارن در گرافین منجر به باز شدن گاف آن در سطح فرمی خواهد شد. علاوه بر آن با آلاییدن شبکه ی گرافین با اتم های بور و نیتروژن نیز می توان به گافی هر چند کوچک در ساختار آن دست پیدا کرد که در این صورت نیم رسانای نوع p و n به ترتیب با جانشینی اتم های بور و نیتروژن به جای اتم کربن در ساختار گرافین به دست خواهد آمد. بعلاوه با ترکیب دو ساختار گرافین و نیترید بور می توان ساختارهای جالبی به دست آورد. در این پایان نامه با معرفی یک نقطه ی کوانتومی و تغییر دادن اتم ها و ساختار آن در ترکیبات نیترید بور، تغییر گاف انرژی را بررسی می کنیم. محاسبات پروژه ی حاضر با استفاده از برنامه ی pwscf از بسته ی نرم افزاری کوانتوم اسپرسو انجام شده است. این برنامه بر اساس نظریه ی تابعیِ چگالی و با در نظر گرفتن امواج تخت به عنوان توابع موج پایه در بسط توابع موج الکترونی و استفاده از شبه پتانسیل بنا شده است. در این محاسبات از شبه پتانسیلی فوق نرم مبنی بر تقریب گرادیان تعمیم یافته و تابعیِ تبادلی-همبستگیِ pbe استفاده شده است.