مطالعه پايداري و فاصله درون جداري نانولوله‌هاي دو جداره سيليكون كاربايد (0، 6)@( n ، 0) با روش vdW-DFT

Study of the stability and interwall distance of (6,0)@(n,0) double-walled silicon carbide nanotubes by the vdW-DFT method

در اين پژوهش با استفاده از اصول اوليه مبتني بر نظريه تابعي چگالي با در نظر گرفتن نيروهاي واندروالس، پايداري و ساختار الكتروني نانولوله‌هاي دوجداره سيليكون كاربايد زيگزاگ (0، n)@ (0،6) شامل 17-11 n= مورد بررسي قرارگرفته است. با محاسبه انرژي تشكيل و انرژي پيوندي هر يك از نانولوله‌ها، وجود يك نانولوله دو جداره با انرژي و فاصله درون جداري مطلوب به لحاظ پايداري در اين دسته مشخص شده است. نتايج نشان مي‌دهند نانولوله خارجي (13،0) مطلوب‌ترين مزدوج براي نانولوله داخلي (6،0) با فاصله درون جداري حدود Å 53/3 مي‌باشد. محاسبات ساختاري نشان مي‌دهند كه تمام نانولوله‌هاي مورد بررسي نيم‌رسانا هستند وگاف‌هاي انرژي آنها از تك جداره به دوجداره كاهش مي‌يابند. همچنين با افزايش قطر نانولوله، گاف نواري آن افزايش مي‌يابد و در پايدارترين نانولوله دو جداره مقدار آن حدود 216/0 الكترون ولت مي‌باشد.

In this work, the stability and electronic structure of zigzag double-walled silicon carbide nanotubes (DWSiCNTs) (6,0)@(n,0) (with n=11-17) were investigated by using ab initio Van der Waals density functional. By calculating the formation energy and the binding energy of each double walled nanotube, the best interwall distance for the outer nanotube was indicated. The results revealed that (13,0) nanotube could be the best external nanotube for the (6,0) internal nanotube with 3.53 Åinterwall distance to make (6,0)@(13,0) DWSiCNT. The structural calculations also revealed that all studied silicon carbide nanotubes were semiconductors and their energy gap decreased from the single one to the double-walled one. Moreover, with raising the nanotube diameter, the energy gap increased, such that at the most stable double-walled nanotube, its value was about 0.216 eV.