خواص ساختاری و الکترونیInSb1-xBix(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1)

Abstract

در این مطالعه ویژگی‌های ساختاری و ساختار نواری (x= 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1) InSb1-xBix با استفاده از نظریة تابعی چگالی و توسط کد کامپیوتری WIEN2K مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه‌های مربوط به‌محاسبة ویژگی‌های ساختاری نشان می‌دهد که ثابت شبکه به‌صورت تابعی از x، در سازگاری عالی با قانون خطی ویگارد قرار دارد. محاسبات مربوط به‌بررسی ساختار نواری با به‌کارگیری پتانسیل تبادلی-همبستگی mBJGGA نشان می‌دهد که InSb یک نیم‌رسانا با پهنای گاف کوچک است که ترتیب نواری عادی‌ای را در نقطه Γ نشان می‌دهد درحالی‌که InBi یک فلز است که دارای وارونگی نواری در نقطة Γ است. با اضافه‌شدن Bi به InSb و ایجاد آلیاژهای InSb0.75Bi0.25 و InSb0.25Bi0.75، نظم نواری عادی و گاف نواری در نقطة Γ از بین می‌رود و این منجر به‌گذار از نیم‌رسانا با پهنای گاف کم و نظم نواری عادی (InSb) به‌سمت نیم‌رسانای بدون گاف (InSb0.75Bi0.25) و فلز (InSb0.25Bi0.75) با ترتیب نواری وارون می‌شود. با جایگزین‌شدن نیمی از اتم‌های Sb توسط اتم‌های Bi در InSb و ایجاد آلیاژ InSb0.5Bi0.5، نه‌تنها در نقطة Γ نظم نواری وارون مشاهده می‌شود، بلکه در این نقطه یک گاف نواری نیز ایجاد می‌شود، بنابراین گذار از نیم‌رسانای معمولی به‌سمت نیم‌رسانای توپولوژی اتفاق می‌افتد.

Keywords

• نظریه تابعی چگالی
• ترتیب نواری وارون
• نیم‌رسانای توپولوژی
• شکافتگی اسپین- مدار