مقایسه تابعی های PBE و HSE06 در محاسبه ساختار نواری الکترونی TiO2

ساختار و گاف نواری الکترونی چند دسته مختلف از ساختارهای TiO2 به وسیله نظریه تابعی چگالی و با تابعی های PBE و HSE06 محاسبه شد. مقادیرگاف نواری محاسبه شده توسط HSE06 برای فازهای روتیل و آناتاس به ترتیب 3.4 و 3.58 الکترون ولت بدست آمد که با مقادیر تجربی 3 و 3.2 الکترون ولت در توافق است. مدول حجمی نیز برای فازهای روتیل و آناتاس توسطPBE محاسبه گردید و به ترتیب مقادیر 226 و 205 گیگاپاسکال برای آنها به دست آمد که با مقادیر متناظر تجربی به ترتیب به اندازه 7 و 14 درصد اختلاف دارد. مقایسه دو تابعی مذکور در محاسبه ساختار نواری الکترونی ساختارهای مختلف TiO2 نشان داد که شکل ساختار نواری محاسبه شده توسط این دو تابعی، حداقل برای ساختارهای بررسی شده در این جا، مشابه است. مخصوصا قسمت های بالایی نوار ظرفیت و قسمت های پایینی نوار رسانش دقیقا یکسان هستند. بنابراین نوع (مستقیم یا غیرمستقیم) گاف نواری محاسبه شده با این دو تابعی یکسان خواهد بود. مهم ترین تفاوت این دو تابعی در محاسبه ساختار نواری، فاصله بین نوارهای رسانش و ظرفیت و بنابراین اندازه گاف نواری است. اختلاف گاف محاسبه شده توسط این دو تابعی برای همه ساختارهای بررسی شده در این جا مقدار تقریبا یکسان eV 1.6 است.