نانوالیه. Investigation of Structural and Electronic Properties of Chalcopyrite Semiconductors in Bulk and its Nanolayers: Ab initio Study

Transcript

1 علوم و مهنذسی سطح 69-80)1396(31 بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه و نانوالیه حمذاله صالحی الهام گزدانیان گش ف ض ل دا طگا ض ذ چوشاى ا اص ( دریافت مقاله: 95/03/09- پذیزش مقاله: ) 95/10/25 چکیذه دس حالت ا ث ا ال ا آى دس خ ت ]112[ تا دس ا ي هقال ظگ ا ساختاس النتش تشم ة ا س تا استفاد اص ظش تاتؼ چگال اه اج تخت ت ث د افت خغ تا پتا س ل ماهل تحت تش اه Wien2k ه سد تشسس قشاس گشفت ا ذ. هحاسثات تادس ظش گشفتي اتشسل ل ا است سهث ل ضشا ظ هشص دس ا ه ضاى خأل ه اسة ما ص ش ا مل اسد تش اتن ا ا دام ضذ ا ذ. تشا تشسس ظگ ا ساختاس النتش دس شد حالت ا ث ا ال اص تقش ة ا هختلف استفاد ضذ است. ت ه ظ س تشسس خ اظ النتش چگال حالت ا مل چگال اتش النتش تشا حالت ا ث ا ال ا سسن ضذ ا ذ. ش د ساختاس دس حالت ا ث ا ال ا داسا گاف دس قغ Γ ست ذ م تا تدشت دس ت افق است. تشا تشسس پا ذاس ا ي ساختاس ا ا شط وذس هحاسث ضذ است. وچ ي قص پ ذ ا آ ضاى ضخاهت ا ال ا دس پا ذاس ه ضاى گاف ا شط ه سد تشسس قشاس گشفت است. واصههای کلیذی: ظش تاتؼ چگال ملن پش ت ا ال ظگ ا ساختاس النتش. Investigation of Structural and Electronic Properties of Chalcopyrite Semiconductors in Bulk and its Nanolayers: Ab initio Study Hamdollah Salehi, Elham Gordanian Shahid Chamran University of Ahvaz (Received 29 May 2016, accepted 14 Jan 2017) Abstract In this paper structural and electronic properties of AgGaX 2 (X=S, Se) compounds in bulk and its nanolayers in [112] direction were calculated by using Full Potential Linear Augmented Plane Wave (FP-LAPW) based on density functional theory. The studied nanolayer were confined in the orthorhombic supercell and simulated in [112] direction. All calculations were done by applying the periodic boundary condition along nanolayer surfaces, for example x and y Cartesian coordinate and enough vacuum were provided to isolate the system from its neighbors. For investigation of structural and electronic properties of bulk and nano-layers several approximation were used and the results were in good agreement to the experiment and all materials were semiconductors. The effects of dangling bonds and nanolayer thickness on the electronic properties were explored, also cohesive energy were calculated to investigate the structural stability. Keywords: DFT, chalcopyrite, nanolayer, structural properties, electronic properties. of corresponding author: elham.gordanian@gmail.com.

2 70 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( مقذمه تشم ة ا س تا نسسا ا تا فشه ل مل ت دل ل خ اظ ظ النتش اپت ن A I B III C 2 VI ه سد آى ا ت خ قشاس گشفت ا ذ] 1, 2[. تا م ى ا ي گش اص ه اد ت سش تشم ة ا تدشت ت غ ست ست ذ. ساختاس داسا گاف هستق ن دس قغΓ است ا ذاص ا گستشد تشسس ضذ ا ذ. ا ي 1 مالن پش ت تا گش فضا ت طتش تشم ة ا س تا ا ي گش داس ذ ه ضاى ا ي گاف ت م ه ت ا ذ دس ساخت سل ل ا خ سض ذ استفاد ض ذ. اص ا ي نسسا ا ا ه ت اى دس ت ل ذ د د ا ساعغ م ذ س )LED( سل ل ا خ سض ذ دستگا ا اپت ن استفاد مشد] 3 [. ن اص دال ل خػ غ ات ظ ا ي تشم ة ا ه ضاى ا حشاف آى ا اص ساختاس تتشاگ ال است م تا ت خ ت سثت ع ل ضثن c/a) است )η= هطخع ه ض د. م دس حالت ا ذ آل تشاتش تا 2 دل ل د گش خ د د ع هختلف آ ى ت ػ اى هثال قش گال م دس ا ي ساختاس ا است] 4 [. دس ا ي هقال ساختاس ا دس حالت ا ث سغح ضث ساص ضذ خ اظ ساختاس النتش آى ا تا استفاد اص ظش تاتؼ چگال تشسس ضذ ا ذ. الصم ت رمش است م تشخ اص تا ح حالت ا ث دس هقال ا دس طش Material Science in Semiconductor Processing ت سظ س ذ ا ا ي هقال ت چاج سس ذ ] 5 [ م ت دل ل اص ت آى ا تشا هقا س تا تا ح حاغل اص سغ ح اص آى ا استفاد ضذ است. ت خ ت تشم ة ا داد ا تدشت دس ه سد سضذ اص عشف د گش تا ا ال ا AgGaSe 2 ا ي تشم ثات دس خ ت ]112[ ت طتش ي سضذ سا داضت ا ذ ]6 7[. ػال تشا ي اص تشسس ا ا دام ضذ دس خ ت ا هختلف ا ي ت د ت دست آهذ م تؼذاد اتن ا ت طتش دس خ ت ]112[ سثت ت خ ت ا د گش خ د داسد..لزا دس ا ي هقال ا ال ا دس ا ي خ ت ضث ساص ضذ ا ذ. جشییات محاسبات تشا ا دام هحاسث ا اص مذ هحاسثات تش م Wien2k ظش تاتؼ چگال است اس است استفاد ضذ است] 8 [. تشا حل هؼادل ا م ي-ضن حامن تش هسأل سش اه اج تخت ت ث د افت ت ػال است تال ا ه ضؼ )APW+lo( تناس سفت است ]9[ م تا ا تخاب مش ا هاف ي-ت ي ه اسة ح ل ش ل اص اتن ا فضا دسى ش اخت سا ت د تخص قسوت ه م ذ. دس حالت ا ث هقذاس ضؼاع مش ا هاف ي-ت ي تشا اتن ا قش گال م س لف س سل م ت تشت ة تشاتش تا 2/03 2/36 2/5 ت ش 2/28 است ل دس ه سد ا ال ا ضؼاع مش ا هاف ي-ت ي دس ش ال تا ال ا قثل هتفات است م دل ل آى ا لص ساختاس ا خاتدا ص اد اتن ا س سغح ا ال دس ظش گشفتي است. هحاسث ضؼاع مش ا هاف ي-ت ي تا ا ن مش ا ثا ذ تا نذ گش وپ ضا داضت تاض ذ تا ت خ ت فاغل ضد لتش ي وسا ا ه ضاى طت تاس خاسج اص مش ا ت سظ مذ غ ست گشفت است. Wien2k دس ا ي پظ ص تشا هحاسث ظگ ا ساختاس دس حالت ا ث ]11[LDA GGA(W C) ]10[GGA(PBE) تشسس خ اظ النتش تقش ة ا تقش ة ا تشا ]12[EV ]13[ تقش ة ض GGA تناس سفت ا ذ تا ت خ ت ا ن تا ح تشا خ اظ ساختاس تقش ة تشا خ اظ النتش ت تدشت ضد لتش ت د دس هحاسث خ اظ ا ال ا اص ا ي د تقش ة استفاد ضذ است. ت ع س مل ن اص قاط ضؼف ظش تاتؼ چگال پ ص موتش ت گاف اس تشا نسسا ا اص هقذاس تدشت است. سش ا د گش تشا تخو ي گاف اس ها ذ ت اتغ ثش ذ خ د داس ذ اها حدن هحاسثات دس ا ي سش ا تاال است دس و ه اسد سضا تتخص ست. 1 Chalcopyrite

3 ب) گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( 71 GGA 5 / / 583 WC 5 / / 647 Other 5/587 a b, 5/ 77 10/401 a b, 10/ 578 work Exp a 5 / / 886 a=b ) Å( C ) Å( LDA 5 / / 313 GGA 5 / / 172 WC 5 / / 346 Other 5/838 a b, 6/ 05 11/022 a b, 11/ 21 work Exp a 5 / / 886 b= ] 15[ a= ] 16[ تا ا ي خ د سش پتا س ل ه اسة دس چاسچ ب م ي-ضن ن اص سش ا است. پتا س ل تثادل فقظ ل پتا س ل است ل تاتؼ ا شط ست. دس حق قت مذ پتا س ل تثادل Wien2k تشا هحاسثات ساختاس اس تا LDA ا GGA ا شط اص تاتؼ استفاد ه م ذ اها تا چگال النتش هت اظش تا پتا س ل. تقش ة ا دس ه سد تقش ة EV LDA GGA اقغ ا ي تقش ة فقظ چگال حالت ا ه ت اى گفت م سثت ت تا ح ت تش اسا ه د ذ. دس ساختاس اس اس سسا ص سا ا ذم تغ ش ه د ذ گاف اس سا ت هقذاس اچ ض افضا ص ه د ذ. دس هحاسث ا حالت ا ث ا ال ا ت تشت ة تا استفاد اص وگشا پاساهتش ا شط RK max تشاتش تا 7/5 7 پاساهتش ػاهل 1 تشم ة تشاتش تا 0/05 0/2 دس ظش گضفت ضذ ا ذ. هقذاس k ت هحاسث ساستا تشا حالت ا ث ضثن 7 خ اظ ا ال ا 7 7 z دس ظش گشفت ضذ ضثن 1 است تشا تا ت خ ت ا ن خأل 7 7 دس تناس سفت است. تا ت خ ت ا يم ساخت ا ال ا دس خ ت ]112[ ت غ ست دست اهناىپز ش ست تشا ضث ساص ا ال ا اص شمافضاس VESTA استفاد ضذ است] 14 [. خواص ساختاری تزکیبهای حالت انبوهه و نانوالیه تل س ا AgGaX 2 (X=S, Se) AgGaX 2 (X=S, Se,) گش فضا آى ا در ساختاس تتشاگ ال داس ذ است. ت ا ي گش اص ه اد ملن پش ت ه گ ذ ضث ت د ساختاس تل ذ س ست ذ م دس ساستا هح س z د ساختاس دس ضنل )1( طاى داد ضذ ا ذ. س ن قشاس گشفت ا ذ ا ي هقاد ش ثاتت ضثن هحاسث ضذ تا تقش ة ا هختلف وچ ي تا ح د گشاى دس خذل )1( ت اى ضذ ا ذ. تا ا لص ساختاس ا حالت ا ث ا ال ا ش ا مل تشا و فلا) اتن ا ت موتش اص 2 mry bohr ما ص داد ضذ ا ذ ع ل پ ذ ا قثل تؼذ اص ا لص تشا ش د ساختاس دس حالت ا ث ا ال ا دس خذل ا )2( )3( )4( هطخع ضذ ا ذ. تشا تشسس خ اظ ا ال ضص ال ال تشا ش د تشم ة ضث ساص دس ضنل )2( طاى داد ضذ ا ذ. ) ) شکل 1. الف( تل ذ س ب(ملن پش ت. س گ سثض قش قشهض گال م صسد سل م)س لف س( سا طاى ه د ذ. جذول 1. ثاتت ا ضثن هحاسث ضذ تشا Se).AgGaX 2 (X=S, a=b ) Å( C ) Å( LDA 5 / / Mixing factor

4 72 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( جذول 2. ع ل پ ذ ا قثل تؼذ اص ا لص تشا تشم ة Se).AgGaX 2 (X=S, Ag-Se Ga-Se قبل اس واهلش 4 / / / / 664 بعذ اس واهلش Ag-S Ga-S قبل اس واهلش 4 / 69 4 / 42 4 / 68 4 / 416 بعذ اس واهلش dwn up اتن دس هشمض ا ال dc اتن س سغح ds جذول 3. ع ل پ ذ اتن ا سغح قثل تؼذ اص ا لص تشحسة آ گستشم. ت تشت ة ال ا تاال پا ي سا قثل اص ا لص هطخع ه م ذ. (Ga-S) d s,up (Ag-S) d s,dwn (Ag-S) d c (Ag-S) d s,up (Ga-S) d s,dwn (Ga-S) d c تؼذادال /2 و ال ا 55 2/ 55 2/ 55 2/ 28 2/ 28 2/ 28 تؼذ اص ا لص (Ga-S) d s,up (Ag-S) d s,dwn (Ag-S) d c (Ag-S) d s,up (Ga-S) d s,dwn (Ga-S) d c ضخامت تؼذادال /3 د ال 345 2/ 53 2/ 73 2/ 70 2/ 33 2/ 33 2/ 34 /6 س ال 63 2/ 49 2/ 50 2/ 42 2/ 34 2/ 28 2/ 34 /10 چ اس ال 03 2/ 69 2/ 37 2/ 44 2/ 39 2/ 32 2/ 28 /13 پ ح ال 38 2/ 69 2/ 37 2/ 44 2/ 39 2/ 32 2/ 32 /16 ضص ال 72 2/ 69 2/ 37 2/ 44 2/ 34 2/ 32 2/ 29 جذول 4. ع ل پ ذ اتن ا سغح قثل تؼذ اص ا لص تشحسة آ گستشم. dwn ت تشت ة ال ا تاال پا ي سا هطخع ه م ذ. قثل اص ا لص up اتن دس هشمض ا ال dc اتن س سغح ds d s,up (Ag-Se) d s,dwn (Ag-Se) d c (Ag-Se) d s,up (Ga-Se) d s,dwn (Ga-Se) d c (Ga-Se) و ال ا 2/ 70 2/ 70 2/ 70 2/ 36 2/ 36 2/ 36 تؼذ اص ا لص (Ga-Se) d s,up (Ag-Se) d s,dwn (Ag-Se) d c (Ag-Se) d s,up (Ga-Se) d s,dwn (Ga-Se) d c ضخامت تؼذاد ال /3 د ال 345 2/ 49 2/ 63 2/ 55 2/ 51 2/ 47 2/ 48 /6 س ال 63 2/ 63 2/ 65 2/ 58 2/ 48 2/ 47 2/ 48 /10 چ اس ال 03 2/ 56 2/ 51 2/ 57 2/ 49 2/ 47 2/ 46 /13 پ ح ال 38 2/ 54 2/ 50 2/ 52 2/ 46 2/ 48 2/ 45 /16 ضص ال 72 2/ 53 2/ 50 2/ 52 2/ 46 2/ 97 2/ 46

5 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( 73 DB 1 DB 2 شکل.2 ا ال ا Se) AgGaX 2 (X=S, پ ذ ا آ ضاى. )اتن ا سثض س گ Ag ت فص Ga صسد Se S انزصی همذوسی تزکیبهای در حالت انبوهه و نانوالیه AgGaX 2 (X=S, Se) 1 تشا تشسس پا ذاس ساختاس ا اص ا شط وذس م ػثاست است اص هقذاس ا شط ه سد اص تشا ضنستي پ ذ ت ي اتن ا تثذ ل آى ا ت اتن ا ه ض استفاد ه ض د م اص ساتغ ص ش ت دست ه آ ذ] 17 [: E ( E - n E ) / n c tot i i tot i )1( E c شش الیه ا شط وذس تؼذاد اتن ا ع ا شط مل E tot n i i ا شط اتن ا ه ض ع ت تشت ة تؼذاد مل اتن ا دس ساختاس E i i پنج الیه ست ذ. خوغ ت ذ س اتن ا هختلف دسى ساختاس ا دام ه ض د ا ي تؼش ف 1 Cohesive energy چهار الیه سا طاى ه د ذ. تشا ش ع ساختاس دس ا اص ه اد ها ذ ا ال ض قاتل استفاد است. هقاد ش ا شط وذس هحاسث ضذ تشا حالت ا ث ا ال ا ش د تشم ة دس خذل )5( ت اى ضذ ا ذ. واىگ م هطخع است ا شط وذس و ال ا اص حالت ا ث موتش است م طاى ه د ذ حالت ا ث پا ذاستش اص ا ال ا است. ػلت ا ي ه ض ع خ د پ ذ آ ضاى دس ا ال ا است م پس اص تشش آى ا اص ه اى ا ث ت خ د آهذ اتش النتش م قثال دس پ ذ تا اتش النتش اتن هداس ت د ام ى تذى پ ذ س ا ضذ است. ا ي ه ض ع تا ت خ ت هؼادل ص ش م ساتغ ه اى ا شط وذس حالت ا ث ا ال ا تا ا شط پ ذ ا آ ضاى سا طاى ه د ذ ت ض ح قاتل هطا ذ است ]17[: n E E E nanolayer bulk DBi c c i DBi ntot )2( سه الیه دوالیه

6 74 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( م nanolayer E c ا شط وذس ا شط وذس حالت ا ث تؼذاد پ ذ ا آ ضاى ع پ ذ ا آ ضاى ع مل ساختاس bulk E c E DBi n DBi i n tot i ت تشت ة ا شط الصم تشا ت ل ذ تؼذاد مل اتن ا دس ساختاس ست ذ. دس اقغ اختالف ا شط وذس حالت ا ث ا ال تا هدو ع ا شط پ ذ ا آ ضاى تشاتشاست تا افضا ص ضخاهت ا ال ا هقذاس مل اتن ا افضا ص افت خول دم دس عشف ساست هؼادل )2( ما ص ه اتذ ت اتشا ي ا شط وذس ا ال ت هقذاس آى دس حالت ا ث ضد ل ساختاس ا پا ذاستش ه ض ذ. دس حالت مل ه ت اى ت اى مشد م دس و ا ساختاس ا اص قث ل ا ال ا س ن ا رس ش چ تؼذاد ع پ ذ ا آ ضاى موتش تاضذ ا ساختاس پا ذاستش است. دس ا ي ع اص ا ال ا د ع پ ذ آ ضاى خ د داسد م دس ضنل )2( طاى داد ضذ ا ذ. ع ال م س سغح تاال قشاس گشفت تا پا ي قشاس گشفت تا DB 1 DB 2 ع دم م س سغح هطخع ضذ ا ذ. دس ع ال اتن ا س لف س سل م س پ ذ ضنست ضذ دس ع دم ل پ ذ ضنست ضذ داس ذ. ت دل ل پ ذ ا آ ضاى پس اص ا لص ت طتش ي خاتدا هشت ط ت اتن ا سغح ضد ل سغح است. اتن ا س لف س سل م م س سغح تاال قشاس داس ذ ت نذ گش ضد ل ضذ ص شا توا ل داس ذ م ػذم س ا ضذگ اتش النتش سا ت عش ق خثشاى م ذ. خواص الکتزونی تزکیبهای Se) AgGaX 2 (X=S, در حالت انبوهه و نانوالیه سش ا هحاسث م تش پا ظش تاتؼ چگال )DFT( ت ا ضذ ا ذ تشا تشسس خ اظ ساختاس خاهذ ا ه اسة ست ذ اها ن اص هطنالت ا ي سش هحاسث گاف اس دق ق است م دس اقغ و ت ا ذ گاف اس خاهذ ا سا ضد ل ت هقذاس تدشت پ ص ت م ذ. دس ا ي تحق ق تشا هحاسث تقش ة ا GGA گاف ا شط دس EV ت د ت دست آهذ تا پتا س ل ش س تشم ة اص استفاد ضذ است ت تدشت ضد لتش است ت و ي دل ل تشا تشسس خ اظ النتش ا ال ا اص ا ي تقش ة استفاد ضذ است هقاد ش هحاسث ضذ گاف ا شط دس حالت ا ث ا ال ا تا استفاد اص تقش ة دس خذل )6( ت اى ضذ ا ذ. جذول 5. ا شط وذس هحاسث ضذ تشا تشم ة ا Se) AgGaX 2 (X=S, دس حالت ا ث ا ال ا. انزصی همذوسی( atom / ( ev دس حالت مل ه ت اى ت اى مشد م دس و ا ساختاس ا اص قث ل ا ال ا س ن ا رس ش چ تؼذاد ع پ ذ ا آ ضاى موتش تاضذ ا ساختاس پا ذاستش است. دس ا ي ع اص ا ال ا د ع پ ذ آ ضاى خ د داسد م دس ضنل )2( طاى داد ضذ ا ذ. ع ال م س سغح تاال قشاس گشفت تا پا ي قشاس گشفت تا ضخامت )Å( 3/345 6/63 10/03 13/38 16/72 DB 1 3/894 DB 2 3/664 3/745 3/760 3/859 3/862 انزصی همذوسی( atom / ( ev ضخامت )Å( 3/345 6/63 10/03 13/38 16/72 3/362 3/240 3/337 3/344 3/348 3/351 تعذاد الیه د ال س ال چ اس ال پ ح ال ضص ال ا ث تعذاد الیه د ال س ال چ اس ال پ ح ال ضص ال ا ث ع دم م س سغح هطخع ضذ ا ذ. دس ع ال

7 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( 75 اتن ا س لف س سل م س پ ذ ضنست ضذ دس ع دم ل پ ذ ضنست ضذ داس ذ. ت دل ل پ ذ ا آ ضاى پس اص ا لص ت طتش ي خاتحا هشت ط ت اتن ا سغح ضد ل سغح است. اتن ا س لف س سل م م س سغح تاال قشاس داس ذ ت نذ گش ضد ل ضذ ص شا توا ل داس ذ م ػذم س ا ضذگ اتش النتش سا ت عش ق خثشاى م ذ. خواص الکتزونی تزکیبهای Se) AgGaX 2 (X=S, در حالت انبوهه و نانوالیه سش ا هحاسث م تش پا ظش تاتؼ چگال )DFT( ت ا ضذ ا ذ تشا تشسس خ اظ ساختاس خاهذ ا ه اسة ست ذ اها ن اص هطنالت ا ي سش هحاسث گاف اس دق ق است م دس اقغ و ت ا ذ گاف اس خاهذ ا سا ضد ل ت هقذاس تدشت پ صت م ذ. دس ا ي تحق ق تشا هحاسث گاف ا شط دس ش س تشم ة اص تقش ة ا EV GGA ت د ت دست آهذ تا پتا س ل استفاد ضذ است ت تدشت ضد لتش است ت و ي دل ل تشا تشسس خ اظ النتش ا ال ا اص ا ي تقش ة استفاد ضذ است هقاد ش هحاسث ضذ گاف ا شط دس حالت ا ث ا ال ا تا استفاد اص تقش ة دس خذل )6( ت اى ضذ ا ذ. تا افضا ص ضخاهت ال ا)ت استث ا ال دم تشم ة گاف اس افضا ص افت است م ا ي ت د ا تظاس ه سد ص شا تا افضا ص ضخاهت ا ال ا ت حالت ا ث ضد ل ه ض ذ ت اتشا ي تا ذ گاف آى ا ض ت هقذاس گاف اس ا ث ضد ل ض د ا ي سفتاس دس ا س ن ا InAs ض گضاسش ضذ است] 18 [.چگال حالت ا مل تشا ا ال ا حالت ا ث ش د ساختاس دس ضنل )3( سسن ضذ ا ذ. نچ ي و داس ساختاس اس تا استفاد اص تقش ة EV تشا حالت ا ث دس ضنل )4( سسن ضذ است تا هقا س و داس ا ه ت اى ت د گشفت م سش تاػث ه ض د م حالت ا اضغال طذ ت سوت ا شط ا تاالتش دستش اص سغح فشه سثت ت حالت ا اس سسا ص تا تقش ة ض ذ. خات خا EV ) گاف اس ما ص افت است م ه ت ا ذ ت دل ل ما ص تؼذاد پ ذ آ ضاى سثت ت مل پ ذ ا دس اتشسل ل تشسس ضذ تاضذ. ص شا اتن ا سغح م پ ذ خ د سا اص دست داد ا ذ سفتاس ضث ت اتن ه ض داس ذ ا ي حالت تا ت خ ت و داس چگال حالت ا ال دم ضنل )4( م داسا قل ا ت ض فشااى است قاتل ت خ است تا افضا ص ضخاهت ا ال تؼذاد قل ا ت ض ما ص ه اتذ و داس چگال حالت ا ت و داس چگال حالت ا ا ث ضث ه ض د. اص عشف دس ش د ساختاس تشسس ضذ اص ال پ دن تا ضطن

8 76 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( حالت انبوهه حالت انبوهه شکل 3. و داسچگال حالت ا مل تشا حالت ا ث ا ال ا تشم ة ا Se).AgGaX 2 (X=S,

9 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( 77 جذول 6. گاف اس تذست آهذ تشا تشم ة ا Se) AgGaX 2 (X=S, دس حالت ا ث ا ال تا تقش ة. گاف انزصی )ev( ضخاهت )Å( تؼذاد ال گاف ا شط ضخاهت تعذاد الیه )Å( 3/345 )ev( د ال 2/39 دو الیه 3/345 1/09 س ال 6/63 سه الیه 1/58 6/63 1/39 چ اس ال 10/03 چهار الیه 1/41 10/03 1/00 پ ح ال 13/38 پنج الیه 1/21 13/38 0/810 ضص ال 16/72 شش الیه 1/90 16/72 1/21 ا ث انبوهه 2 /131 1/68 تدشت 2 51/ تجزبه انبوهه] 13 [ 1/82 ا ث ] 13 [ )الف( )ب( شکل 4. و داسچگال حالت ا مل تشا اسپ ي تاال پا ي.)الف( )ب(.EV

10 78 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( خ اظ فضا ساختاس النتش ت س ل چگال اتش النتش طاى داد ه ض د. دس ضنل )5( چگال اتش النتش تشا حالت ا ث ش د تشم ة تا استفاد اص پتا س ل دس غفح )112( م ت طتش ي تؼذاد اتن سا داسد طاى داد ضذ ا ذ. واى گ م هطخع است قغثص اتش النتش ت ي اتن ا قش س لف س )سل م( وچ ي ت ي اتن ا گال م س لف س )سل م( تس اس ق است م تاػث ضذ ت ص غ اتش النتش دس اعشاف ا ي اتن ا اص حالت مش خاسج ض د ت ص غ چگال اتش النتش ت سوت اتن ا قش س لف س )سل م( وچ ي ت سوت اتن ا گال م س لف س )سل م( قغث ذ ض د. ا ي اح خ د پ ذ ت ي اتن ا قش س لف س )سل م( وچ ي ت ي اتن ا گال م س لف س )سل م( سا طاى ه د ذ. وچ ي چگال اتش النتش ال ضطن تشا سغح تاال پا ي ش د تشم ة م داسا پ ذ قغغ ضذ ست ذ دس ضنل )6( سسن ضذ ا ذ. واىگ م هطخع است دس سغح تاال م ضاهل اتن ا س لف س )سل م( است ت ص غ اتش النتش دس ضد ن د اتن س لف س )سل م( اص حالت مش خاسج ضذ طاى د ذ خ د پ ذ ت ي اتن ا س لف س )سل م( تا نذ گش است. ت اتشا ي ه ت اى ت د گشفت م پس اص ا لص ا ساختاس ا اتن ا س لف س )سل م( س سغح تاال م پ ذ خ د سا اص دست داد ا ذ ت نذ گش ضد ل ضذ تا ن پ ذ داد ا ذ. مش ت دى چگال اتش النتش دس اح اعشاف اتن ا س لف س )سل م( س سغح پ ذ آ ضاى سا طاى ه د ذ. دس ه سد سغح پا ي ض دس هناى ا م تقاسى مش اتش النتش ضنست ضذ است خ د پ ذ ت ي اتن ا قش گال م تا اتن ا س لف س )سل م( سا طاى ه د ذ. دس غ ست م و داس چگال اتش النتش تشا د ال وسا سسن ض د دس اح خأل ت ي د ال اتشالنتش غفش است م طاى ه د ذ ه ضاى خأل ا تخاب ضذ تشا خل گ ش اص تش ون ص ال ا هداس ه اسة است. شکل 5. چگال النتش تشا تشم ة ا الف( ب( دس حالت ا ث تا استفاد اص پتا س ل دس غفح )112(. 6. شکل چگال اتش النتش تشا سغح پا ي )الف( تاال )ب( دس ا ال ا.

11 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 ( 79 chalcopyrite semiconductor, Journal of Applied Physics 86 (1999) H. Salehi, and E. Gordanian, Ab initio study of structural, electronic and optical properties of ternary chalcopyrite semiconductors, Materials Science in Semiconductor Processing 47 (2016) H. Karaagac, and M. Parlak, Deposition of thin films by double source thermal evaporation technique, J Mater Sci: Mater Electron 22 (2011) Y S Murthy, B S Naidu and P J Reddy, Optical absorption of single phase AgGaSe2 thin films, Vacuum, 41 (1990) P. Hohenberg, and W. Kohn, Inhomogeneous Electron Gas, Physical Review 136 (1964) B P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz, An Augmented Plane- Wave Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties, in Vienna University of Technology (Vienna University of Technology, Vienna, Astria, 1999). 10. D. C. Langreth, and J. P. Perdew, Theory of nonuniform electronic systems. I. Analysis of the gradient approximation and a generalization that works, Physical Review B 21 (1980) J. P. Perdew, and Y. Wang Accurate and simple analytic representation of the electrongas correlation energy physical Review B 45 (1992) P. Dufek, P. Blaha, and K. Schwarz, Application of Engel Vosko's generalized gradient approximation in solids Physical Review B 50 (1994) F. Tran, and P. Blaha, "Accurate Band Gaps of Semiconductors and Insulators with a Semilocal Exchange-Correlation Potential" physical Review letters 102 (2009) S. Chen, X. Gong, and S.-H. Wei, Bandstructure anomalies of the chalcopyrite semiconductors CuGaX 2 versus AgGaX 2 (X=S ans Se) and their alloys, Physical Review B 75 (2007) A. Chahed, O. Benhelal, S. Laksari, B. Abbar, B. Bouhafs, and N. Amrane, "Firstprinciples calculations of the structural, electronic and optical properties of and " Physica B 367 (2005) 435. نتیجهگیزی دس ا ي هقال خ اظ ساختاس النتش تشم ة ا دس حالت ا ث ا ال ا تشسس ضذ است. تا ت خ ت هقاد ش تذست آهذ تشا ا شط وذس تاالتش ي هقذاس هشت ط ت حالت ا ث است ا شط وذس ا ال ا موتش اص حالت ا ث ه تاضذ م طاى ه د ذ خ د پ ذ آ ضاى اپا ذاس ساختاس ا ه ض د. تا افضا ص تؼذاد تاػث ال ا ا شط وذس افضا ص ه اتذ ت ا شط حالت ا ث ضد ل ه ض د ت اتشا ي ساختاس ا پا ذاستش ه ض ذ. تا سسن چگال حالت ا دس حالت ا ث ا ساختاس ا هطخع است م وگ وشسا ا ه تاض ذ تا افضا ص ضخاهت گاف اس ت گاف حالت ا ث ضد ل ه ض د اص هقا س ت ا ح تا تدشت ه ت تي ت اى مشد م تقش ة ا GGA ت تشت ة تشا تشسس خ اظ ساختاس النتش ا ي تشم ة ا ه اسة ست ذ. اص عشف سسن چگال اتش النتش تشا ا ال ا خ د پ ذ ت ي تشخ اص اتن ا س سغح پس اص ا لص سا طاى ه د ذ. مزاجع 1. C. A. Arredondo, J. Clavijo, and G. Gordillo, Investigation of AgInS thin films grown by coevaporation, Journal of Physics 167 (2009) O. Aissaoui, S. Mehdaoui, L. Bechiri, M. Benabdeslem, N. Benslim, A. Amara, L. Mahdjoubi, and G. Nouet, Synthesis and material properties of Cu-III-VI2 chalcopyrite thin films, Journal of Physics 40 (2007) H. J. Hou, F. J. Kong, J. W. Yang, L. H. Xie, and S. X. Yang, First-principles study of the structural, optical and thermal properties of AgGaSe2, Physica Scripta 89 (2014) M. C. Ohmer, J. T. Goldstein, D. E. Zelmon, A. W. Saxler, S. M. Hegde, J. D. Wolf, P. G. Schunemann, and T. M. Pollakc, Infrared properties of AgGaTe 2, a nonlinear optical

12 80 گزدانیان و همکاران بزرسی خواص الکتزونی و ساختاری تزکیبهای کلکوپزیت در حالت انبوهه علوم و مهنذسی سطح 1396(31 (.گشدا اى " ا 11. خ اظ تشسس هغ اع س تل س ا س و ا اصك ساختاس النتش ا ذ م آسس ا ذدس د فاص ص ل تل ذ ستسا ت تا استفاد اص ظش تاتؼ چگال " سسال ماسض اس )تاتستاى 1390 (. اغف اى اسضذ دا طگا اغف اى 18. E. Gordanian, S. Jalali-Asadabadi, IftikharAhmad, S. Rahimi, and M. Yazdani- Kacoei, Effect of dangling bonds and diameter on the electronic and optical roperties of InAs nanowires, RSC Advances 5 (2015)