شماره 53-زمستان 1397
شماره 54- بهار 1398
فهرست

بررسی ساختار الکترونی و الکتریکی پروسکایت اکسید باریم تیتانیم به روش شبیه سازی با استفاده از بسته نرم افزاری کوانتوم اسپرسو

نشریه: بهار 1399 - مقاله 6   صفحات :   تا 



مولفین:
علی حسین محمد ظاهری: دانشگاه پیام نور - فیزیک


چکیده مقاله:

چکیده در این کار پارامترهای ساختاری، الکترونی، خواص اپتیکی و پارامترهای ساختاری ترکیب از جمله تابع چگالی و تابع چگالی جزئی مربوط به ترکیب پروسکایت اکسید باریم تیتانیم در چارچوب رهیافت های ابتدا به ساکن مورد مطالعه قرار گرفته است. ساختار باریم تیتنیت BaTiO3 به دلیل خواص فروالکتریک فوق العاده با ثابت دی الکتریک بالا، تغییر دی الکتریک کم ونیز پایداری مکانیکی و شیمیایی در انواع مختلفی از کاربردهای الکترونیکی مورد استفاده واقع می شود. . نظریه تابع چگالی توأم با معادلات کوهن – شم Kohn - Shame محاسبات سیستم های بس ذره ای را به یک سیستم تک ذره ای تبدیل می کند که موجب ساده سازی و طولانی نبودن محاسبات می گردد. بنابراین این روش مبنای اکثر محاسبات کوانتومی بلورها از جمله این کار گردیده است. در واقع محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل در چارچوب نظریه‌ی تابعی چگالی DFT و با تقریب شیب تعمیم یافته GGA با استفاده از نرم افزار اسپرسو و با کد PWscf محاسبه شده است.


Article's English abstract:

Abstract This work is devoted to the investigation of band structure and structural parameters i. e. density function of the compound , the density function of the compound´s details and volume optimization of BaTiO3 in the cubical phase temperature less than 160 centigrade degree as well as optical properties of this structure. The structure of barium titanate BaTiO3 is used due to its high ferroelectric properties, high dielectric constant, low dielectric modulation, and mechanical and chemical stability in a variety of electronic applications. The theory of the density function accompanied by Kohn-Shame equations transforms the particle systems into a single-particle system, which simplifies the calculations. Therefore, this method is based on most of the quantum computing of crystals, including our work. In fact, the calculations have been done using the Pseudo-Potential Method in the framework of the Density Function Theory DFT and Generalized Gradient Approximation GGA using the Quantum Espresso software and the PWscf code.


کلید واژگان:
کلید واژه: ساختار الکترونی، چگالی حالتها، نظریه تابعی چگالی، کوانتوم اسپرسو، اکسید باریم تیتانیم

English Keywords:
Key words: "electron structure", "density of states", "density function theory", "quantum espresso package".

منابع:
به دلیل کمبود استفاده نشده است.

English References:
[1] Y.H.charg, C.H.Park, J. Korean, First-principles study of the structural and the electronic properties of the lead-halide-based inorganic-organic perovskites (CH 3 NH 3) PbX 3 and CsPbX 3 (X= Cl, Br, I), Phys. Soc. 44 (2004) 889-893. [2] P. Umari, E. Mosconi, F. De Angelis, Relativistic GW calculations on CH3NH3PbI3 and CH3NH3SnI3Perovskites for Solar Cell Applications. Sci. Rep. 4(2014) 4467. [3] T. Umebayashi, K. A sai, T. Kondo, A.Nakao, Electronic structures of lead iodide based low-dimensional crystals. Phys. Rev. B 67 (2003) 155405. [4] Goldschmit, Ber. Dtsch. Crystal structure and chemical correlation. Chem 60 (1927) 1263-1268. [5] M.A. Pena, J.L.G. Fierro, Chemical Structures and Performance of Perovskite Oxides. chem. Rev. 101 (2001) 1981-2017. [6] A.S. Bhalla, R.Y. Guo, R.Roy, The perovskite structure—a review of its role in ceramic science and technology. Mater. Res. Innov. 4 (2000) 3-26 . [7] S.F wang, G.O. Dayton, Dielectric Properties of Fine?Grained Barium Titanate Based X7R Materials. J. Am. Ceram. Soc. 82 (1999) 2677-2682 . [8] D. Hennings, M. Klee, R. waser. dvanced dielectrics: Bulk ceramics and thin films. Adv. Mater. 3 (1991) 334-340. [9] F.A. Yildirim, C. Ucurum. Very high-mobility organic single-crystal transistors with in-crystal conduction channels. Appl. Phys. Lett. 90 (2007) 083501/1 083501/3. [10] P. Tang, D.J. Towner, A.L. Meier, B.W. Wessels. Low-loss electrooptic BaTiO/sub 3/ thin film waveguide modulator. IEEE photonic. Tech. Lett. 16 (2004) 1837-1839. [11] A. Petraru, J. Schubert, M. Schmid, C. Buchal. Ferroelectric BaTiO3 thin-film optical waveguide modulators Appl. Phys. Lett. 81 (2002) 1375-1377. [12] D.T. Margulies, F.T. Parker, A.E. Berkowitz, Magnetic anomalies in single crystal Fe3O4 thin films. J. Appl. Phys. 75 (1994) 6097. [13] M. Itoh, R. Wang, Y. Inaguma, T.Yamaguchi, Y. J. shan, T. Nakamura. Ferroelectricity Induced by Oxygen Isotope Exchange in Strontium Titanate Perovskite Phys. Rev. Lett. 82 (1999) 3540. [14] T. M. Shaw, S.M. Trolier, P.C. Mclntyre, The Properties of Ferroelectric Films at Small Dimensions. Annu. Rev. Mater. Sci. 30 (2000) 263-298. [15] M.H. Frey, D.A. Pane, Grain-size effect on structure and phase transformations for barium titanate. Phys. Rev. B 54 (1996) 3158-3168. [16] Z. Zhao, V. Buscaglia, M.Vivani, M.T. Buscaglia, Phys. Grain-size effects on the ferroelectric behavior of dense nanocrystalline BaTiO3 ceramics. Phys.Rev. B 70 (2004) 024107. [17] V. Buscaglia, M.T. Buscaglia, M. Vivani, Grain Size and Grain Boundary-Related Effects on the Properties of Nanocrytalline Barium Titanate, Ceramics J. Eur. Ceram. Soc. 26 (2006) 2889-2898. [18] T. Hoshina, H. Kakemoto, T. Tsurumi, Crystal Structure and the Paraelectric-to-Ferroelectric Phase Transition of Nanoscale BaTiO3 J. Appl. Phys. 99 (2006) 054311-054318. [19] M.Yashima, T.Hoshina, D. Ishimura, Size effect on the crystal structure of barium titanate nanoparticles, J. Appl. Phys. 98 (2005) 014313. [20] L. Yao, P.J. Wang, C.W. Zhang, X.Y. Feng, L. Jiang, G.L. Zhang, First-principle study on the electronic and optical properties of Mn-doped SnO 2 Physica B 406 (2011) 3137-3141. [21] L.U. Peng-Fei, S. Yue, Y.U. ZhongYuan, Z. Long, L.Q. Yao, Electronic structure and optical properties of antimony-doped SnO2 from first-principle study Commun, Theor. Phys. 57 (2012) 145-150. [22] X. L. Wang, Z. X. Dai, and Z. Zeng, Search for ferromagnetism in SnO2 doped with transition metals (V, Mn, Fe, and Co) J. Phys.: Condens. Matter 20, (2008) 045214. [23] G. Zhang, G. Qin, G. Yu, Q. Hu, H. Fu, C.Shao, Ab initio investigation on a promising transparent conductive oxide, Nb: SnO2 Thin Solid Films 520 (2012) 5965-5970. [24] D.Vanderbilt, : Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism, Phys. Rev.B 41 (1990)7892-7895. [25] T.A. Colson, M.J.S. Spencer, A DFT study of the perovskite and hexagonal phases of BaTiO3, comput. Mater. Sci. 34 (2005) 157-165. [26] L. M. Fang,X. T. Zu, Z. J. Li, Zhu S., C. M. Liu, L. M. Wang, F. Gao, Microstructure and luminescence properties of Co-doped SnO2 nanoparticles synthesized by hydrothermal method. J Mater Sci, Mater Electron, 19 (2008) 868-874. [27] C. B. Fitzgerald, M. Venkatesan, L. S. Dorneles, R. Gunning, P. Stamenov, and J. M. D. Coey, Magnetism in dilute magnetic oxide thin films based on SnO2. , Physical Review B 74 (2006) 115307. [28] R.M. Martin. "Electronic Structure Basic Theory and Practical Methods", Cambridge University Press, NewYork (2004). [29] A.Victor, H.Bruce, Y. Alexander, "Electronic Structure and Magneto Optical Properties of Solids" Kluwer Academic Publisher, New York (2004). [30] P.F. Lu, Y. Shen, Z.Y. Yu, Electronic structure and optical properties of antimony-doped SnO2 from first-principle study, Commun. Theor. Phys. 57 (2012) 145-150. [31] L. Xiaohua, C. Shaojun, Synthesis and characterization of ferromagnetic cobalt-doped tin dioxide thin filmsThin, Solid Films 515 (2007) 6744-6748. [32] B. Sathyaseelna, K. Senthilnathan, T. Alagesan, : A study on structural and optical properties of Mn-and Co-doped SnO2 nanocrystallites, Chemistry and Physics 124 (2010) 1046-1050.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 223
تعداد دریافت فایل مقاله : 8



طراحی پرتال|طراحی پورتالطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک