مطالعه پایداری خوشه‌های کوچک CdnTen (n=1-10)

Abstract

در این مقاله، نتایج حاصل از محاسبات تابعی چگالی را در بسته نرم‌افزاری VASP برای خوشه‌های CdnTen (10-1=n) و با استفاده از تقریب چگالی موضعی به روش امواج تصویری تقویت شده ارائه شده است. خواص ساختاری (طول و زاویه پیوند، عدد هم‌آرایی و پایداری)، الکترونی و اپتیکی (انرژی بستگی بر اتم، اختلاف مرتبه دوم در انرژی کل، گاف انرژی و چگالی بار جزئی) حالت‌های پایه خوشه‌ها مورد تجزیه تحلیل قرار گرفته اند. با افزایش اندازه‌ی خوشه، گذار از حالت دو بعدی به سه بعدی برای 6=n→5=n رخ می‌دهد و عدد هم‌آرایی کاتیون‌ها و آنیون‌ها افزایش می‌یابد. ماکزیمم این عدد برای اتم‌های Cd و Te برابر عدد هم‌آرایی‌شان در حالت حجمی،4 ، است، با این وجود خصلت ساختاری بلور CdTe (تتراگونال) در آنها مشاهده نمی گردد. نتایج بدست آمده برای انرژی بستگی براتم و اختلاف مرتبه دوم در انرژی کل خوشه‌ها نشان می‌دهد که خوشه‌های 9 و 6، 3 =n از پایداری بیشتری نسبت به همسایگان خود برخوردارند. همچنین از محاسبات گاف انرژی خوشه‌ها چنین استنباط می‌گردد که خوشه-های 3Te3Cd، Cd5Te5 و 9Te9Cd دارای گاف بزرگتری نسبت به همسایگانشان می باشند که بیانگر واکنش پذیری کمتر آنها نسبت به همسایگان است. ترازهای HOMO ناشی از اوربیتال های Te-p و ترازهایLUMO یک حالت هیبریدی از اوربیتال‌های C‏d-s وTe-p بوده که پربندهای چگالی بارهای جزئی نیز آن را نشان می‌دهند