خواص ساختاری و الکترونی نانو خوشه‌های خالص ژرمانیم و ناخالص آن با یک اتم یوروپیوم: یک مطالعة تابعی چگالی تمام پتانسیل

Abstract

در این مقاله، پایداری و خواص ساختاری و الکترونی نانو‌ خوشه‌های Ge_n و EuGe_n-₁ با 20 و 15، 12-2=n با استفاده از محاسبات کوانتومی با بستة نرم‌افزاری FHI-aims بر پایة نظریة تابعی چگالی، بررسی شده‌اند، سپس پایدارترین ساختار نانو خوشه‌های خالص ژرمانیم و ناخالص آن با یوروپیم برای بررسی اولین انرژی یونش با استفاده از روش برهم‌کنش پیکربندی خوشه‌های تقارن سازگار انتخاب شد. با بررسی انرژی اتصال برای ساختار‌های مختلف هر نانو خوشه، مشخص شد که با افزایش اندازة نانو خوشه، پایداری سیستم به طور کلی افزایش می‌یابد و پایدارترین ساختارهای نانو خوشه‌های EuGe_n به جز 11=n، از جانشین شدن یک اتم Eu به جای یک اتم ژرمانیم در پایدارترین ساختارهای Ge_n+₁ به ‌دست می‌آید، همچنین در اینجا، شکاف انرژی و اختلاف انرژی دوم (E₂∆) برای نانو خوشه‌های پایدار خالص و آلیاژ شده، محاسبه شد. بررسی انرژی اولین یونش و اختلاف انرژی دوم تأیید می‌کند که خوشه‌های 7 و 10 اتمی ژرمانیم خالص و همچنین ₈EuGe و ₁₀EuGe از خوشه‌های ناخالص، پایدارترین نانو خوشه‌ها هستند.