بررسی خواص ساختاری و الکترونی میزان جذب هیدروژن بر نانولایه ی بورنیترید

در این پژوهش به بررسی کاهش گاف نواری در نانولایه ی بورنیترید با استفاده از اثر جذب یک، دو، چهار، شش و هشت اتم هیدروژن بر نانولایه ی بورنیترید شش گوشی پرداخته شده است. به این منظور ویژگی های ساختاری و الکترونی نانولایه ی بورنیترید خالص و نانولایه ی بورنیترید با جذب هیدروژن مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات بر پایه ی نظریه ی تابعی چگالی و با استفاده از کد محاسباتیpwscf مبتنی بر شبه پتانسیل انجام شده است. نتایج عایق بودن نانولایه ی بورنیترید را تأیید می کند. علاوه بر این نتایج به دست آمده حاکی آز آن است که جذب اتم های هیدروژن تغییراتی در پایداری نسبی و خواص الکترونی نانولایه ی بورنیترید ایجاد می کند. ساختار نواری و چگالی حالت ها برای پایدارترین ساختارها محاسبه شده است. با جذب یک اتم هیدروژن سیستم پایدار نشده است. با جذب دو و چهار اتم هیدروژن بر روی نانولایه ی بورنیترید دو ایزومر پایدار به دست آمده است. که برای جذب دو اتم هیدروژن، یک ایزومر فلز مغناطیسی و دیگری نیمه رسانا است. در حالی که با جذب چهار هیدروژن یکی از ساختارها باعث نیمه فلز شدن نانولایه ی بورنیترید و ساختار دیگر نیم رسانا با گاف 9/2 الکترون ولت شده و جذب شش و هشت اتم هیدروژن بر روی صفحه ی بورنیترید، باعث کاهش گاف نواری سیستم شده است. نتایج نشان می دهد که نانولایه ی بورنیترید تمایل بیشتری به جذب هشت اتم هیدروژن دارد. در ضمن مولکول هیدروژن به دلیل نیروهای بین مولکولی نسبتاً ضعیف واندروالسی تمایلی به جذب بر روی نانولایه ی بورنیترید ندارد.