TY - JOUR ID - TI - Electronic structure of aluminum arsenide nanocrystals Using Ab initio large unit cell method AU - Hamad R. Jappor AU - Zeyad Adnan Saleh AU - Mudar A. Abdulsattar PY - 2013 VL - 21 IS - 7 SP - 2464 EP - 2476 JO - Journal of University of Babylon مجلة جامعة بابل SN - 19920652 23128135 AB - The ab initio restricted Hartree-Fock method is used to simulate the electronic structure of aluminum arsenide nanocrystals consists of (216-738 atoms) with sizes ranging up to about 2.5 nm in diameter. The calculations are divided into two parts, surface and core. The oxygenated (001)-(1×1) facet that expands with larger sizes of nanocrystals is investigated to determine the rule of the surface in nanocrystals electronic structure. Results show that lattice constant and ionicity of the core part are decreasing by increasing the size of nanocrystals. The smallest investigated nanocrystal is 1.83% larger in lattice constant and 13.5% larger in ionicity than the converged value of largest investigated nanocrystal. Increasing nanocrystals size also resulted in an increase of core cohesive energy (absolute value), increase of core energy gap, and increase of the core valence bandwidth. The surface states are found mostly non-degenerated because of the effect of surface discontinuity and oxygen atoms. The method shows fluctuations in the converged energy gap, valence bandwidth and cohesive energy of core part of nanocrystals duo to shape variation. The present work suggests the addition of ionicity and lattice constant to the quantities that are affected by quantum confinement phenomenon. The method of the present model has threefold results; it can be used to approach the electronic structure of crystals bulk, surface, and nanocrystals.

استعملت طريقة المبادئ الأساسية المحددة لهارتري- فوك لمحاكاة التركيب الإلكتروني لبلورة فوسفيد الألمنيوم النانوية مكون ما بين 216 و 738 ذرة بقطر يصل إلى nm2.5. قسمت الحسابات إلى جزئيين هما السطح والقلب. وقد درس الوجه المؤكسد (001)-(1x1 ) والذي يتوسع بزيادة حجم البلورة النانوية لتحديد دور السطح في التركيب الإلكتروني للبلورات النانوية. أظهرت النتائج ان ثابت الشبيكة والأيونية للقلب تتناقص بزيادة حجم البلورات النانوية. ان ثابت الشبيكة للبلورة النانوية الأصغر قيد الدراسة اكبر بمقدار 1.83% والتأينية اكبر بمقدار 13.5% من قيمهما في البلورة النانوية الأكبر. بينت النتائج أيضا ان زيادة حجم البلورة النانوية في القلب يؤدي إلى زيادة طاقة الترابط ( القيمة المطلقة)، زيادة فجوة الطاقة، و زيادة عرض حزمة التكافؤ. ولقد بينت النتائج أن حالات السطح تكون قليلة التحلل قياسا بالقلب بسبب عدم استمرارية السطح ووجود ذرات الأوكسجين. أظهرت الطريقة تقلبات في تقارب فجوة الطاقة وعرض حزمة التكافؤ وطاقة الترابط للقلب، نتيجة لتغيرات شكل البلورة. العمل الحالي يقترح إضافة الأيونية وثابت الشبيكة للكميات التي تتأثر بظاهرة الحصر (التقييد) الكمي. ان طريقة النموذج الحالي لها ثلاث استعمالات ؛ فهي يمكن ان تستعمل للحصول على التركيب الإلكتروني للمادة الصلبة و للسطح و للبلورات النانوية. ER -