Вивчення структурних та електронних властивостей кластерів ZnO методом теорії функціонала густини

Abstract

У межах теорії функціоналу густини проведено дослідження структурних та електронних властивостей малих кластерів (ZnO)n (n = 2-12). Для кожного кластеру було проведено оптимізацію структури та визначено основні властивості зонної структури. Встановлено, що із зростанням (n) у малих кластерах (ZnO)n енергетично вигіднішою стає стабілізація від кільцевих до фулереноподібних структур, які містять тетрагональні і гексагональні грані та усі атоми мають координаційне число рівне трьом. Серед кластерів (ZnO)12 із домішками атомів перехідних металів найбільш стабільними є кластери із заміщенням атома Zn атомами Mn, Cu і Co. Ширина забороненої зони у електронному спектрі домішкових кластерів зменшується за рахунок p-d гібридизації орбіталей домішкового атома із орбіталями атома кисню. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30983

В пределах теории функционала плотности проведены исследования структурных и электронных свойств малых кластеров. Для каждого кластера была проведена оптимизация структуры, определены основные свойства зонной структуры. Установлено, что с ростом (n) в малых кластерах энергетически выгодна стабилизация от кольцевых до фуллереноподобных структур, которые содержат тетрагональные и гексагональные грани, и все атомы имеют координационное число равное трем. Среди кластеров с примесями атомов переходных металлов наиболее стабильными получаются кластеры с замещением атома Zn атомами Mn, Cu і Co. Ширина запрещенной зоны в электронном спектре примесных кластеров уменьшается вследствие p-d гибридизации орбиталей примесного атома с орбиталями атома кислорода. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30983

Density functional theory studies of structural and electronic properties of small clusters were performed. For each cluster an optimization of structure and the basic properties of the band structure were conducted. It was determined that with increasing (n) energetically more efficient in the small clusters is stabilization from the ring to fulleren-like structures containing tetragonal and hexagonal faces and all atoms have coordination number equal three. Among the clusters (ZnO)12 with doped atoms most stable are clusters where Zn was replaced by Mn, Cu and Co atoms. Band gap in the electronic spectrum of doped clusters decreases due to p-d hybridization orbitals of the impurity atom with the orbitals of the oxygen atom. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30983