Фізико-хімічні характеристики нанокластерів кремнію-германію

Автори I. Zitouni, K.E. Aiadi, O. Bentouila, M. Benaida, H. Bouguettaia, Z. Ayat
Приналежність

Laboratory of New and Renewable Energy in Arid and Saharan Zones – LENREZA, Ouargla University, 30000 Ouargla, Algeria

Е-mail ikram30@gmail.com
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 5
Дати Одержано 21 квітня 2020; у відредагованій формі 15 жовтня 2020; опубліковано online 25 жовтня 2020
Посилання I. Zitouni, K.E. Aiadi, O. Bentouila та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 5, 05001 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(5).05001
PACS Number(s) 36.40.Mr, 61.46.Bc
Ключові слова Кластери Si-Ge, DFT (21) , Стабільність (8) , Електронні властивості (6) , Структурні властивості (5) .
Анотація

Проведено систематичне дослідження за допомогою функціональної теорії щільності (DFT) з метою вивчення структурних, енергетичних та електронних властивостей кластерів германію, легованих кремнієм (SiGen, n  1-20), використовуючи програмне забезпечення SIESTA. У зв'язку з цим були визначені та обговорені ізомери кластерів SiGen з найнижчою енергією. Ми виявили, що легування кластерів Gen + 1 одним атомом Si підвищує стійкість цих кластерів. Вивчено відносну стійкість розміру кластера в залежності від енергій зв’язку, енергій фрагментації та різниці енергій другого порядка для всіх структур SiGen. Так само були визначені та проаналізовані електронні властивості, такі як зони HOMO-LUMO, вертикальна спорідненість до електронів (VEA) та вертикальний потенціал іонізації (VIP). Максимальні піки енергії фрагментації спостерігалися при значеннях n  3, 5, 8-11, 13, 15 і 17 для кластерів Gen + 1 і SiGen відповідно, що вказує на те, що ці кластери мають більш високу відносну стійкість, ніж їхні сусіди. Крім того, аналіз різниці енергій другого порядка показує, що кластери Gen + 1 і SiGen при n  2-8, 10-15, 19, 20 є більш стійкими. Значення зон HOMO-LUMO мають тенденцію до зменшення зі збільшенням кількості атомів Si в кластері, що говорить про збільшення хімічної активності. Крім того, через обговорення параметрів VEA та VIP ми виявили, що кластер SiGe4 має високу металеву властивість. Отримані результати показали, що кластер SiGe15 з симетрією C2 більш стійкий, ніж інші кластери.

Перелік посилань