محاسبات اصول اولیه ساختار الکترونی نانوساختارهای دو بعدی جدید: مطالعه ی DFT، تابعی GGA-PBE و تابعی هیبریدی HSE06

در این مطالعه، با محاسبه ی ویژگی ساختاری، الکترونی، نوری و فتوکاتالیستی تک لایه های مکسین، یک خانواده از مواد دو بعدی با کاربردهای گسترده ی آن ها به دلیل ویژگی برجسته شان، از جمله Hf2CO2 و Zr2CO2 ، این تک لایه ها را با استفاده از تابعی های GGA-PBE و HSE06 مورد مقایسه قرار می دهیم. این محاسبات با استفاده از نظریه ی تابعی چگالی (DFT) انجام شده است. سلول واحد این ساختارها و موقعیت اتمی آن ها کامل بهینه شده است. نتایج نشان می دهد که ثابت های شبکه برای نانوساختارهای دو بعدی Hf2CO2 و Zr2CO2 به ترتیب 3/3592 و 3/3771 آنگستروم است. گاف نواری این نانوساختارها از نوع غیرمستقیم است. بر اساس اطلاعات بدست آمده مقدار گاف نواری آن ها با تابعی GGA-PBE به ترتیب 0/92 و0/89 الکترون ولت است. همچنین با تابعی هیبریدی HSE06، گاف نواری بدست آمده به ترتیب 1/75 و 1/72 الکترون ولت است. مشاهده می شود که با تابعی هیبریدی HSE06، میزان گاف نواری بهبود می یابد. بخش های حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک به منظور بررسی ویژگی نوری این ساختارها محاسبه شده است. محاسبات نشان می دهند که مواد مورد مطالعه در مناطق مریی و فرابنفش از جذب بالایی برخوردار هستند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که این نانوساختارهای دو بعدی می توانند به عنوان فتوکاتالیست مناسب در فرایند شکافت آب مورد استفاده قرار گیرند.