Ni ve sr katkılı ve katkısız bay2o6 bileşiklerinin (y=ta, nb) elektronıc ve optık özellikleri : Teorik calısma

BaNb₂O₆ (BNO) ve BaTa₂O₆ (BTO) bileşikleri gibi perovskit tipi oksitler, geniş bant aralıkları ve ayarlanabilir dielektrik özellikleri nedeniyle dikkat çekmiştir ve bu özellikleri teknoloji alanlarında uygulama bulmaktadır. Katkı maddesi ile bant aralığını artırarak veya azaltarak bileşiğin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerini büyük ölçüde etkileyebilir. Bu çalışmanın amacı, dopant elementleri içeren ve içermeyen BN0 ve BTO bileşiklerinin elektronik ve optik özelliklerini hesaplamaktı. Çalışmada dopant elementi olarak Ni ve Sr seçildi. Kullanılan hesaplama aracı, hesaplamaya değişim-korelasyon etkilerini dahil etmek için kullanılacak dört gömülü potansiyele sahiptir. PBE-GGA, BNO için en iyi teorik kafes sabitlerini verirken, PBEsol-GGA, BTO için en doğru kafes sabitlerini sağlamıştır. Hesaplamanın geri kalanı, incelenen bileşiğe bağlı olarak PBE-GGA veya PBEsol-GGA ile elektronik bant yapısı, durum yoğunluğu ve dielektrik fonksiyonu, absorpsiyon katsayısı, yansıtma, kırılma indisi ve optik iletkenlik gibi optik parametreleri elde etmek için gerçekleştirilmiştir. Optimize edilmiş örgü sabitlerine göre, BTO, BNO'ya kıyasla daha düşük değerde kararlı hacmi ve toplam enerji değerine sahip olması daha güçlü Ta–O hibridizasyonu ve daha yüksek yoğunluk gösterir. BNO ve BTO için bant aralığı değerleri sırasıyla 4,1 eV ve 3,85 eV olarak hesaplanmıştır. Prensip olarak, bant aralığı, katkısız ana kristalden daha büyük veya daha küçük olabilir Sr katkısı, daha büyük bant aralığına neden olur ve ana malzemenin yarı iletken yapısını ve iyileştirilmiş UV emilimini korurken, Ni katkısı bant aralığını azaltır ve metalik benzeri davranışa neden olur. Optik spektrumlara göre, BNO ultraviyole bölgesinde daha yüksek yansıtma, daha güçlü anizotropi ve daha güçlü absorpsiyon gösterirken, BTO düzgün, geniş piklerle izotropik davranış sergilemektedir. Sonuçlar, katkılama yönteminin gelecekteki optoelektronik ve elektronik uygulamalar için oksit bazlı malzemelerin özelliklerini geliştirdiğini göstermektedir.