بررسی پارامترهای ساختار نواری و چگالی حالت ها در اکسید تنگستن ((WO(3) با استفاده از نظریه تابعی چگالی (DFT)

محاسبات اصول اولیه ساختار نواری و چگالی حالتهای کلی و جزئی فاز مونوکلینیک اکسید تنگستن ((WO(3) در چارچوبنظریه تابعی چگالی (DFT) و با استفاده از کد محاسباتی نرم افزار کوانتوم اسپرسو (Quantum Espresso) انجام شدهاست. در محاسبات برای جمله همبستگی- تبادلی از تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) استفاده شده است. نتایج نشانمی دهد که در این نمودارها بیشترین سهم در نوار ظرفیت میباشد و یک گاف انرژی غیرمستقیم به اندازه 5 / 0 الکترونولت وجود دارد که کوچکتر از مقدار محاسبه شده به صورت تجربی (در محدوده 5 / 2 تا 2 / 3 الکترون ولت) است احتمالااین به دلیل استفاده از تقریب GGA است. وجود گاف انرژی دلیل بر نیمهرسانا بودن این ترکیب است. در نمودار چگالیحالت های کلی (DOS) و جزئی (PDOS) افزایش شدید در نوار ظرفیت نزدیک تراز فرمی با این نوارهای مسطح سازگاراست. همانطور که در نیمهرسانای اکسید فلز با یونش بالا انتظار میرود، نوار ظرفیت (VB) مربوط به (OW(3 به طور عمدهمتشکل از حالت های 2p اتم O است در حالی که نوار رسانش (CB) به شکل غالب دارای مشخصه 5d اتم W می باشد بهعبارت دیگر برای اتم W اوربیتال d بیشترین سهم را در نوار رسانش و برای اتم O اوربیتال p بیشترین سهم را در نوارظرفیت دارند که با نتایج تجربی کاملا سازگار هستند. از کاربردهایی که می توان برای این ترکیب بیان نمود یکی ازانرژی های تجدیدپذیر یعنی تولید هیدروژن از طریق تجزیه آب است که یکی از جذابترین روشهای دوستدار محیطزیست است.

Keywords:

ساختار نواری , چگالی حالت , نظریه تابع چگالی , اکسید تنگستن , هیدروژن