اثر جفت‌شدگي اسپين ـ مدار بر روي خواص ساختاري، الكتروني؛ فونوني و گرمايي تركيب گاليم بيسموت

The effect of spin-orbit coupling on structural, electronic, phononic and thermodynamic properties of GaBi compound

در اين كار، پارامترهاي ساختاري تركيب گاليم بيسموت در فاز بلندروي با گروه فضايي ، بهينه‌سازي و ويژگي‌هاي ساختاري، الكتروني؛ فونوني و گرمايي اين تركيب بررسي شده است. محاسبات ابتدا به ساكن بر اساس حل خودسازگار امواج تخت با استفاده از شبه‌پتانسيل در چارچوب نظريۀ تابعي چگالي با تقريب‌هاي مختلف و با استفاده از كد محاسباتي كوانتوم اسپرسو انجام شده است. پارامترهاي محاسبه شده با كارهاي نظري و تجربي در دسترس مقايسه شده‌اند. در اين كار محاسبات به صورت نسبيتي همراه با برهم‌كنش اسپين ـ مدار و غيرنسبيتي صورت گرفته است. نتايج به‌دست آمده بيانگر اين است كه گاليم بيسموت ماده‌اي شبه‌فلز است و محاسبات نسبيتي گوياي اين است كه، اين تركيب داراي گاف نواري جزئي منفي است. همچنين ويژگي‌هاي گرمايي تركيب گاليم بيسموت با استفاده از محاسبات نسبيتي و غيرنسبيتي انجام و تفاوت چشم‌گيري با هم نداشتند و داده‌اي نيز وجود نداشت كه بتوان داده‌هاي به دست آمده را با آن مقايسه كرد.

At the present work the ab-initio calculations based on pseudo-potential plane wave method were performed to study the structural, electronic, phononic and thermodynamic properties of GaBi compound in the stable Zinc-Blende phase. In order to investigate the role of spin-orbit interactions, in our calculations the relativistic effects have been regarded as well. Ground state parameters are computed and compared with available theoretical and experimental works. Results revealed that GaBi is a semi-metal material. Relativistic calculations suggest that GaBi has a negative band gap and these calculations to study the thermal properties of this compound is not necessary.