بررسی خواص اپتیکی نانولوله های کربنی و گالیم نیتریدی با استفاده از روش تابعی چگالی

در این پایان نامه، خصوصیات اپتیکی فاز جدیدی از ماده گالیم نیترید (gan) به شکل نانولوله را با استفاده از محاسبات تابعی چگالی (dft) بررسی می کنیم. ساختار نانولوله گالیم نیترید مانند نانولوله کربنی پایدار و تحت شرایطی قابل سنتز می باشد. از آنجایی که نانولوله بورون نیترید و بورون کربن نیترید قبلاً به وسیله روش قوس الکتریکی در تجربه مشاهده شده است انتظار می رود که سنتز نانولوله نیتریدی دیگری مانند کربن نیترید (bn) و گالیم نیترید نیز ممکن شود. همچنین نوع فلزی و نیم رسانا بودن و گاف انرژی آنها نیز قابل اسخراج و قابل مقایسه با انواع نانولوله کربنی باشد. برای بررسی خصوصیات فوق از نرم افزار محاسباتی siestaاستفاده می کنیم که در آن از رهیافت تابعی چگالی خودسازگار که از شبه پتانسیل های بهنجار در شکل غیرموضعی کلیمن- بیلندر و ترکیب خطی عددی از مجموعه پایه های اربیتال اتمی استفاده می شود. برای برهمکنش های تبادلی و همبستگی از تقریب چگالی اسپین موضعی (lsd) و یا تقریب گرادیان تعمیم یافته (gga) استفاده می کنیم. از جمله مزایای این نرم افزار اجرای آن در محیط linux بوده که در آن از یک مجموعه بردار موج تخت به عنوان پایه برای تعیین انرژی سیستم و حل معادلات کوهن- شم استفاده می کند. سپس با در نظر گرفتن یاخته واحد نانولوله گالیم نیترید تک دیواره و همچنین پارامترهای اولیه آنها، خصوصیات الکترونی مانند چگالی حالات الکترونی، ساختار نوار انرژی و توزیع بار الکترونی را تعیین می کنیم. چنین خصوصیاتی می توانند برای طراحی ادوات الکترونیک در مقیاس نانو به دلیل کنترل روی خواص الکترونی آنها مفید باشند.