بررسی تاثیر افزودن ناخالصی آلومینیوم بر خواص الکتریکی نانوساختار اکسید روی: شبیه سازی مولکولی و تعیین مکان قرارگیری

شبیه سازی نانوساختارها و مطالعه تاثیر ناخالصی ها بر خواص آن ها، در علم مواد نقش بسزایی را ایفا می کند. نانوساختارهای اکسید روی به عنوان یکی از مواد نیمه هادی در بسیاری از کاربردهای الکترونیکی و نانوالکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. بهبود هدایت الکتریکی این ساختارها از اهمیت بالایی برخوردار است و تلاش های فراوانی برای بهبود آن صورت می گیرد. یکی از رویکردها برای بهبود هدایت الکتریکی، استفاده از ناخالصی ها است. در این مطالعه، تاثیر افزودن ناخالصی آلومینیوم به نانوساختار اکسید روی به منظور بهبود هدایت الکتریکی بررسی شده است. برای این منظور، از شبیه سازی های مولکولی و روش های نظری برای تعیین مکان قرارگیری آلومینیوم در ساختار استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از آلومینیوم به جای اتم روی می تواند باعث کاهش چشمگیر باند گپ و بهبود هدایت الکتریکی شود. این خاصیت بسیار مهم بوده و می تواند نانوساختار اکسید روی را به عنوان سنسور گاز، به ویژه برای گاز کربن مونواکسید، جهت کاربردهای گسترده تری بهره برداری نماید. از طرفی، تعیین مکان قرارگیری آلومینیوم در ساختار اکسید روی با تحلیل نمودارهای ساختار باند و چگالی حالات برای هر دو حالت بررسی شده است و نشان می دهد که قرارگیری آلومینیوم به جای اتم روی، انرژی به صرفه تری را ارائه کرده و باند شکاف کوچکتری را به دنبال دارد. این نتایج باعث افزایش فهم ما درباره تاثیر ناخالصی ها بر خواص نانوساختارهای اکسید روی می شود و می تواند بهبود قابل توجهی در ویژگی های الکتریکی این ساختار را فراهم سازد.