Микро- и нанокристаллические, пористые, композитные полупроводники

Электронные свойства фрагментов (колец) нанотрубок нитрида бора: моделирование методом теории функционала плотности

В. Г. Заводинский^a, О. А. Горкуша^a, Е. Ю. Орлов^b, А. П. Кузьменко<sup>b

a</sup> Хабаровское отделение Института прикладной математики Дальневосточного отделения Российской академии наук, 680038 Хабаровск, Россия
^b Кафедра нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики Юго-западного государственного университета, 305040 Курск, Россия

Аннотация: Методом псевдопотенциалов в рамках теории функционала плотности исследованы энергетическая и электронная структуры фрагментов (наноколец) и нанотрубок нитрида бора. Моделирование выполнено с использованием пакета FHI96md, реализующего теорию функционала плотности и метод псевдопотенциалов с их варьированием. Энергетические зависимости энергии связи $E_b(D)$, приходящейся на один атом, для наноколец со структурой типа “armchair” и “zigzag” с диаметрами $D$ от 0.285 до 1.382 нм существенно отличались. Изменения $E_b(D)$ для наноколец имели монотонно убывающий вид. Энергетическая щель для наноколец и нанотрубок с конфигурацией “zigzag” принимала минимальное значение $E_g$ = 2.5 эВ. Начальный участок зависимости $E_b(D)$ и $E_g(D)$ рос скачкообразно до $D$ = 0.414 нм: для наноколец со структурой типа “zigzag” на $\Delta E_g$ = 2 эВ. На зависимости $E_g(D)$ в нанокольцах и нанотрубках со структурой “armchair” отмечено насыщение $E_g$ = 4.6 и 6.4 эВ соответственно. Полученные результаты свидетельствуют о возможности создания квантовых точек на основе наноколец интрида бора с рекомбинационным люминесцентным излучением в видимом диапазоне.

Ключевые слова: нанокольца нанотрубок нитрида бора, теория функционала плотности, энергетическая щель, энергия связи, видимое излучение.

Поступила в редакцию: 20.05.2024
Исправленный вариант: 30.01.2025
Принята в печать: 03.04.2025

DOI: 10.61011/FTP.2025.01.60493.6717