การศึกษาโครงสร้างและสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของซิงค์สแตนเนต ด้วยวิธีการคำนวณ เชิงควอนตัมแบบ First Principle

Abstract

         ได้ศึกษาโครงสร้างและสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของซิงค์สแตนเนตโดยวิธีการคำนวณแบบ density functional ด้วยการประมาณแบบ  local density  (LDA) โดยใช้พลังงานศักย์แบบ ultrasoft pseudopotentials แทนอันตรกิริยาระหว่างเวเลนซ์อิเล็กตรอนและแกนนิวเคลียสไอออน พบว่าโครงสร้างแถบความกว้างของ พลังงานที่คำนวณได้จากการประมาณแบบ LDA ของซิงค์สแตนเนตมีสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีช่องว่างของ แถบพลังงานแคบโดยเป็นแบบ direct มีค่า 0.83 eV สำหรับโครงสร้างแบบสปิเนลปกติ และ 1.09 eV สำหรับโครงสร้างแบบสปิเนลผกผัน เมื่อเปรียบเทียบกับผลทดลองซึ่งมีช่องว่างแถบพลังงาน 3.6 eV  อย่างไรก็ตาม  จากการคำนวณพบว่าได้ผลสอดคล้องกับผลที่คำนวณได้จากงานวิจัยอื่น ซึ่งมีค่าช่องว่างแถบพลังงาน 0.5 eV และ 1.07 eV  สำหรับโครงสร้างแบบสปิเนลปกติ และ สำหรับโครงสร้างแบบสปิเนลผกผัน  ตามลำดับ 

         The structure and electronic properties of SnZn2O4 have been investigated using the density functional theory under local density approximation (LDA). The ultrasoft pseudopotentials were used to represent interactions between valence electrons and ion cores. Therefore an underestimated approximation of LDA, there results that SnZn2O4 exhibits narrow band gap like semiconductors with energy of 0.83 eV for normal spinel and 1.09 eV for inverse spinel when compare with experimental results of 3.6 eV. The calculation results are, however, in agreement with other calculations reported values of 0.5 eV and 1.07 eV for normal and inverse structures, respectively. In addition, the band structure and density of states are obtained, which indicates that SnZn2O4 has a direct band gap.