เอกสารการประชุมวิชาการและนำเสนอผลงานวิจัย ครั้งที่ 21 / 2554 (Oral) - page 569

First principle calculations of structures and electronic properties of SnZn2O4
การศึกษาโครงสร้ างและสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของซิ งค์สแตนเนต ด้วยวิธี การคานวณ
เชิงควอนตัมแบบ First principle
Torleb Porra1, and Anurak Udomvech2
ตอเหลบ ปอหรา1, และอนุรั กษ์ อุดมเวช2
Abstract
The structure and electronic properties of SnZn 2O4 have been investigated using the density functional
theory under local density approximation (LDA). The ultrasoft pseudopotentials were used to represent interactions
between valence electrons and ion cores. Therefore an underestimated approximation of LDA, there results that
SnZn2O4 exhibits narrow band gap like semiconductors with energy of 0.83 eV for normal spinel and 1.09 eV for
inverse spinel when compare with experimental results of 3.6 eV. The calculation results are, however, in agreement
with other calculations reported values of 0.5 eV and 1.07 eV for normal and inverse structures, respectively. In
addition, the band structure and density of states are obtained, which indicates that SnZn2O4 has a direct band gap.
Keywords: First principle calculations, Zinc stannate, Normal spinel, Inverse spinel, Transparent conductive oxide
บทคัดย่อ
ได้ ศึกษาโครงสร้างและสมบัติทางอิ เล็กทรอนิกส์ของซิงค์ สแตนเนตโดยวิธีการคานวณแบบ density functional
ด้วยการประมาณแบบ local density (LDA) โดยใช้พลังงานศักย์แบบ ultrasoft pseudopotentials แทนอันตรกิริยา
ระหว่างเวเลนซ์ อิเล็กตรอนและแกนนิวเคลี ยสไอออน พบว่าโครงสร้ างแถบความกว้างของพลังงานที่คานวณได้จากการ
ประมาณแบบ LDA ของซิงค์สแตนเนตมีสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนาที่มีช่องว่างของแถบพลังงานแคบโดยเป็ นแบบ direct มี
ค่า 0.83 eV สาหรับโครงสร้างแบบ normal spinel และ 1.09 eV สาหรับโครงสร้างแบบ inverse spinel เมื่อเปรียบเทียบ
กับผลทดลองซึ่งมีช่องว่างแถบพลังงาน 3.6 eV อย่างไรก็ตาม จากการคานวณพบว่าได้ผลสอดคล้องกับผลที่คานวณได้
จากงานวิจัยอื่ น ซึ่งมีค่าช่องว่างแถบพลังงาน 0.5 eV และ 1.07 eV สาหรับโครงสร้างแบบ normal spinel และ สาหรับ
โครงสร้างแบบ inverse spinel ตามลาดับ
คาสาคัญ : การคานวณเชิงทฤษฎีแบบควอนตัม, ซิ งค์สแตนเนต, สปิเนลปกติ, สปิเนลผกผัน, ตัวนาออกไซด์ โปร่งใส
1 Master Student, Physics Division, Faculty of Science, Thaksin University, Songkhla 90000
2 Materials Design and Discovery Research Laboratory, Physics Division, Faculty of Science, Thaksin University, Songkhla 90000
Corresponding author: e-mail:nu_fermi1@yahoo.com