İki boyutlu bizmut içeren ilingesel yalıtkanların kuramsal olarak incelenmesi

Bu çalışmada, nanoteknolojik malzemeler olarak bilinen ve bizmut içeren iki boyutlu ilingesel yalıtkanların özellikleri ve molekülerle etkileşimi yoğunluk fonksiyonel kuramına dayalı modelleme ve simülasyon programları ile incelenmiştir. Elde ettiğimiz örgü parametreleri ve band aralıkları literatürdeki sonuçlarla uyum içindedir. Fonon dağınım grafiğinde InBi ve GaBi kararlı gözükmektedir. Kusursuz durumlar için yapılan moleküler dinamik hesaplarında tüm yapıların kararlı olduğu bulunmuştur. Moleküler dinamik sonuçlarına göre boşluk kusurlu durumlarda ise sadece InBi3 için yapı bozulmaya uğramaktadır. Band yapıları incelendiğinde tüm boşluk kusurlu durumlarda ilingesel yalıtkan özelliklerinin ortadan kalktığı görülmektedir. Benzer şekilde, boşluk kusurlu durumları iyileştirmek için dışarıdan gönderilen atomlar InBi3 ve InBi hariç genel olarak başarılı olmuşlardır. Yüzeye dik olarak elektrik alan uygulandığında GaBi ve InBi için band aralıkları artmakta, GaBi3 ve InBi3 için azalmaktadır. Elektrik alan uygulanması aynı zamanda örgü sabitinin artmasına neden olmaktadır. Yüzeyler belli atomlarla işlevselleştirildiğinde 1,60 – 6,50 eV arasında bağlanma enerjileri elde edilmiştir. Periyodik tabloda soldan sağa doğru gidildikçe genel olarak atomların bağlanma enerjisinin arttığı gözlemlenmektedir. C atomu ile işlevselleştirilen tüm malzemeler kararlıdır ve ilingesel yalıtkan özellik göstermeye devam etmişlerdir. Ayrıca bu kararlılık ve ilingesel özellik GaBi ve InBi'nin O atomu ile yaptığı etkileşimde de geçerlidir. Küçük moleküllerin saf yapılarla etkileşim enerjileri genel olarak zayıftır. Fakat saf GaBi3 ve InBi3'ün su ile yaptığı etkileşimde güçlü bir etkileşim enerjisi elde edilmiştir. Büyük moleküllerle etkileşim ise büyük enerjiye sahip olduğu görülmüştür. Son olarak sistemin yükünü değiştirmenin etkileşim enerjilerini pek etkilemediği saptanmıştır.