بررسی ساختار نواری بلور حالت جامد 60 fcc-C

Abstract

پس از مطالعه معماری C60 به منظور بدست آوردن موقعیتهای کربن در یاخته واحد fcc در دمای اتاق، محاسبات خودسازگار را با استفاده از کد محاسباتی Wien2k بر پایه نظریه تابعی چگالی و پتانسیل کامل با استفاده از روش امواج تخت بهبودیافته با اوربیتالهای موضعی برای الکترونهای ظرفیت و شبه مغزه (APW+lo) انجام داده‌ایم. برای واهلش اتمهای کربن در ساختار بلوری، محاسبه طول پیوندها، انرژی همدوسی حالت جامد fcc-C60 ، چگالی حالتهای الکترونی بلور و مولکول، چگالی الکترونی و محاسبات ساختار نواری از تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) به عنوان پتانسیل تبادلی - همبستگی استفاده کرده‌ایم. انرژی همدوسی حالت جامد C60 که در ساختار fcc متبلور می‌شود را برابر با eV 1.537 محاسبه کرده‌ایم. کوچک بودن مقدار این انرژی بیانگر نیروی ضعیف وان‌دروالس بین خوشه‌های بلور است. چگالی حالتهای الکترونی بلور fcc-C60 و خوشه C60 را محاسبه و آنها را با یکدیگر مقایسه کرده‌ایم. پهنای این گاف را با تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) در حدود eV 0.7 به‌دست آورده‌ایم. مطالعه و محاسبه چگالی بار در صفحه (110) با توجه به اهمیت آن در پدیده‌های ترابردی، به نتایج قانع‌کننده‌ای منجر شده است. در ساختار نواری رسم شده، گاف مستقیم این نیمرسانا در نقطه X از ناحیه اول بریلوین برابر با eV 1.0418 محاسبه شده است. نوع پیوندها و برهم‌کنشها در ساختار بلوری مطالعه شده است. بررسیها نشان می‌دهند که ویژگیهای الکترونی و ساختاری محاسبه شده در این پژوهش با نتایج نظری حاصل از روش شبه پتانسیل در توافق است.