TÍNH TOÁN CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN TỬ CỦA CHẤT ĐA HÌNH BORON NITRIC DỰA TRÊN LÝ THUYẾT PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ

Calculating electronic properties of boron nitride polymorphs based on density functional theory

Tóm tắt:

Trong nghiên cứu này, dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật độ, chúng tôi khảo sát các tính chất điện tử của chất đa hình Boron Nitric(BN), bao gồm các tinh thể dạng graphit (h-BN), dạng wurtzite (w-BN), và dạng zincblende (c-BN). Cấu trúc vùng năng lượng, khe năng lượng, mật độ trạng thái toàn phần của h-BN, w-BN và c-BN đã được nghiên cứu và tính toán. Để đạt được mục đích nghiên cứu, chúng tôi sử dụng các phép tính xấp xỉ mật độ địa phương (LDA) và xấp xỉ biến đổi liên tục tổng quát (GGA), những phép tính này được hỗ trợ trong phần mềm mô phỏng tính chất vật liệu Material Studio. Kết quả tính toán cho thấy các chất h-BN, w-BN và c-BN có khe năng lượng gián tiếp và có độ rộng lần lượt là ~4,4 eV, ~5,4 eV, và ~4,8 eV. Các kết quả này phù hợp với các báo cáo lý thuyết trước đây. Tuy nhiên, độ rộng khe năng lượng thu được có giá trị nhỏ hơn giá trị thực nghiệm. Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự hạn chế của các phép tính gần đúng LDA và GGA.

Từ khóa: Boron Nitric; h-BN; w-BN; c-BN; tính chất điện tử; khe năng lượng.

Abstract:

In this study, based on the density functional theory, we have investigated the electronic properties of Boron Nitride (BN) polymorphs, including white-graphite (h-), wurtzite (w-) and zincblende (c-) BN. The band structures, energy gaps, and the total density of states of the crystal structures were examined and calculated. To achieve the research aim, we used local density approximation (LDA) and generalized gradient approximation (GGA) operations which were supported in the software Material Studio. The calculation results show that h-BN, w-BN and c-BN have indirect energy gaps with their widths of ~4,4 eV, ~5,4 eV and ~4,8 eV respectively, which are well consistent with previous theoretical reports. However, the widths of the energy gaps have smaller values compared to experimental ones, which is attibuted to LDA and GGA operations.

Keywords: Boron Nitride; h-BN; w-BN; c-BN; electronic properties; energy gap.

Các bài báo khác của tác giả được đăng trên tạp chí

Số thứ tự Bài báo Tạp chí Trang Ngày đăng
129B(03).20181730-09-18