Skip to main content
SUPERVISOR
Hojjat Gholizadeh Noushabadi,Seyed Javad Hashemifar
حجت قلی زاده نوش آبادی (استاد مشاور) سید جواد هاشمی فر (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farzane Shayan jazi
فرزانه شایان جزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Search for the metastable structures of ZnO crystal using evolutionary algorithm and density functional computation
ZnO is a member of group II-VI semiconductors which has attracted great scientific and technological interest. An important feature of this group of compounds is their wide band gap, which is promising for opto-electronics applications. ZnO has two main phases, hexagonal wurtzite and cubic zinc-blend structures, and two high pressure phases, rock-salt and CsCl structures. Because of the wide application of this semiconductor and moreover, importance of new phases for modern applications, in this project we search for the possible unknown phases of this material. Our aim is to employ evolutionary algorithm as an efficient structure search technique for finding possible novel meta-stable structure of this compound. This task will be performed by using the USPEX structure search package . This package needs very little initial data about a material to investigate its various configurations in the framework of evolutionary algorithm and find the stable and meta-stable structures of the system. The total energy of the configurations is calculated by the Quantum Espresso package. This package is based on density functional theory and we use the PBE formulation of the generalized gradient approximation (GGA) in this work. In this thesis, we present the results of our structure search in systems with 4, 6, 8, and 12 atoms per unitcell and then study the phonon, electronic, and mechanical properties of superior structures.
نیم رسانای اکسید روی ( ZnO ) از جمله نیم رساناهای گروه II-VI جدول تناوبی است که علاقه علمی و فنی قابل ملاحظه ای را به خود جلب کرده است. از جمله ویژگی های بارز ترکیبات این گروه، گاف انرژی عریض است که آنها را برای کاربردهای اپتوالکترونیکی مناسب ساخته است. اکسید روی دو فاز اصلی به صورت ساختار شش گوشی ورتسایت و مکعبی بلند روی و دو فاز فشار بالا به صورت ساختار سنگ نمک ( NaCl ) و ساختار سزیم کلرید CsCl)) دارد. با توجه به کاربردهای وسیع این نیم رسانا و همچنین اهمیت کشف ساختاری جدید برای کاربردهای نوین، در این پروژه به جستجوی فازهای محتمل ناشناخته این ماده می پردازیم. هدف از انجام این پروژه به کارگیری الگوریتم تکاملی به عنوان روشی کارآمد برای جستجوی ساختار و یافتن ساختارهای محتمل شبه پایدار و جدید از این ماده است. این مراحل با استفاده از یک نرم افزار جستجوی ساختار به نام USPEX صورت می گیرد. این نرم افزار با استفاده از اطلاعات اولیه ی اندکی از ماده، پیکربندی های مختلف آن را در چارچوب الگوریتم تکاملی بررسی کرده و ساختارهای پایدار و نیم پایدار را به دست می دهد. انرژی کل ساختار توسط بسته ی محاسباتی Quantum Espresso محاسبه می شود. این بسته ی محاسباتی مبتی بر نظریه تابعی چگالی است و تقریب مورد استفاده برای انجام این محاسبات تقریب شیب تعمیم یافته ( GGA ) با استفاده تابعی تبادلی همبستگی PBE خواهد بود. در اینجا ما نتایج حاصل از جستجوی ساختار بلوری برای 12 ،8 ،? ،? اتم در یاخته بسیط را ارایه کرده و سپس به بررسی خواص فونونی، الکترونی و مکانیکی ساختارهای برتر می پردازیم.

تحت نظارت وف ایرانی