Hegzagonal ZnO nano parçacıklarının yapısal ve elektronik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, yoğunluk fonksiyonel sıkı bağlama (DFTB) yöntemini kullanarak, ZnO nano parçacığının yapısal ve elektronik özellikleri incelendi. İlk olarak, 258 atom içeren ~ 0.9 nm çaplı olan bir altıgen kristal yapısına dayanan 30x30x30 ZnO NP karakterize edildi. İkinci olarak, ZnO nanoparçacığının HOMO, LUMO elektronik özellikleri, bant boşluğu enerjileri, Fermi seviyeleri ve durum yoğunluğu (DOS) hesaplandı. Bu özellikler ayrıca sıcaklığa bağlı olarak ta analiz edildi (en fazla 1000 K). Zn-Zn, O-O, Zn-O gibi ikili etkileşimlerin bağ sayısı, ayrılma olayları ve radyal dağılım fonksiyonu (RDF) gibi yapısal analiz, yeni algoritmalar kullanılarak incelendi. Sonuçlarımız, Zn-Zn bağlarının sayısının O-O ve Zn-O bağlarından daha fazla olduğunu göstermektedir; bu nedenle, Zn atomlarının O atomları bağ yapmayı daha çok tercih ettiği görülmektedir. Ayrıca durum yoğunluğunu (DOS) analiz ettik ve ZnO parçacığının yarı iletken benzeri bir karakter gösterdiğini gözlemledik. Sıcaklığa bağlı, HOMO-LUMO enerji boşluğu arttığı görüldü. Ayrıca, sonuçların deneysel verilerle uyumlu olduğu bulundu.