بررسي ابتدا به ساكن خواص ساختاري و الكتروني خوشه هاي كوچك اكسيد قلع (SnxOy)

An Ab Initio Study on the structural and electronic properties of small SnxOy clusters

در اين مقاله، خواص ساختاري و الكتروني خوشه هاي كوچك (زيرنانومتري) اكسيد قلع (SnxOy, y≤x + 5) با استفاده از نظريه تابعي چگالي مورد مطالعه قرار گرفته است. پايدارترين استوكيومتري هر خوشه از طريق مقايسه انرژي بستگي بر واحد اتم و وردش دوم انرژي بدست آمده است. نتايج نشان مي‌دهد كه خوشه هاي كوچك داراي ساختار هندسي حلقوي دو بعدي و خوشه هاي بزرگتر داراي هندسه سه بعدي با استوكيومتري نزديكتر به حالت كپه‌اي اكسيد قلع هستند. خواص الكتروني نيز از جمله مقدار گاف انرژي، انرژي الكترونخواهي، انرژي يونيزاسيون و سختي شيميايي در چهارچوب رهيافت SCFΔ محاسبه شده‌اند.بر اساس نتايج بدست آمده، مقدار گاف انرژي با افزايش تعداد اتم هاي قلع كاهش مي‌يابد كه نشان دهنده افزايش هدايت الكتريكي خوشه‌هاي بزرگتر و كاهش پايداري آنها در برابر برانگيختگي هاي الكتروني است. بنابراين در ميان خوشه هاي بررسي شده، خوشه Sn5O9 داراي كمترين گاف انرژي و بيشترين واكنش پذيري شيميايي است.

In this article, the structural and electronic properties of tin oxide (SnxOy, y≤x+5) small clusters (subnanometer) are studied using density functional theory. The most stable stoichiometry of each cluster is identified via the analysis of their binding energy and second-order energy difference in different stoichiometries. The results show that small clusters prefer 2D circular geometries while larger clusters stabilized in 3D geometries closer to bulk tin-oxide stoichiometry. The electronic properties such as energy gap, electron affinity, ionization energy and chemical hardness have also been computed in the framework of the ΔSCF scheme. According to the results, the value of energy gap decreases with increasing in the number of tin atoms. This reflects the increase in the electrical conductivity along with the decrease in the stability of larger clusters. Therefore, the Sn5O9 cluster is the most reactive cluster due to its lowest energy gap.