محاسبه خواص ساختاری و الکترونی ترکیبات نیم رسانای III- V با استفاده از تابعی های پیشرفته نظریه تابعی چگالی

در این پژوهش خواص ساختاری و الکترونی ترکیبات نیم رسانای III- V با استفاده از محاسبات نظریه تابعی چگالی به روش امواج تخت بهبود یافته خطی بررسی شده اند. پس از بررسی چندین تابعی تبادلی- همبستگی، مشخص شد که تابعی های SOGGA و GGA- WC گزینه های مناسبی برای محاسبه خواص ساختاری ترکیبات مورد نظر هستند. برای محاسبه خواص الکترونی و به ویژه گاف انرژی، تابعی GGA- EV و پتانسیل تبادلی TB- mBJ همراه با تصحیح اسپین- مدار مورد تایید قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که پتانسیل تبادلی TB- mBJ+SOC گاف نواری این ترکیبات را با دقت بسیار خوبی محاسبه می کند. در مورد موادی مانند TlAs که گاف منفی دارند، مشخص شد که پتانسیل تبادلی TB- mBJ قادر به پیش بینی این گاف نیست و در حقیقت گاف بر روی صفر تنظیم می شود. برای محاسبه جرم موثر نیز از چندین روش استفاده شد و پس از مقایسه با داده های تجربی مشخص شد که، تابعی های GGA- PBE و GGA- EV این کمیت را به ترتیب برای مواد با گاف کوچک و گاف بزرگ با دقت خوبی محاسبه می کنند و البته بهترین نتایج جرم موثر با روش تابعی هیبرید HSEbgfit به دست آمد. همچنین، نتایج نشان می دهند که تصحیح اسپین- مدار باعث می شود تا نتایج جرم موثر محاسبه شده به مقادیر تجربی نزدیک تر شوند.