Grafin-Alttaş etkileşmelerinin ilk prensiplerden hesaplanması

Abstract

Grafinin 6H-SiC{0001} yüzeyleri ile etkileşimleri, ilk prensiplerden başlayan Yoğunluk Fonksiyoneli Kuramına dayalı hesaplamalarla incelenmiştir. Alttaşın doğru tanımlanması için yalın, dipol düzeltmesi uygulayarak ve gevşetilmeyen taraftaki başıboş bağları hidrojen ile doyurarak atomik gevşetmeler uygulanmıştır. Gevşetmelerin yüzey yüksekliği ve gevşetilen ikili katman sayısına bağlı yakınsama davranışları incelenmiştir. Dipol düzeltmesi uygulanan hesaplar, 6 ve 12 ikili katman kalınlığındaki yüzey dilimlerinde sırasıyla 3 ve 6 ikili katman gevşetmenin daha hızlı yakınsayan sonuçlar verdiğini göstermiştir.Grafin-6H-SiC{0001} alttaş etkileşimleri karekök(3)xkarekök(3)R30-derece modelinde incelendiğinde van der Waals etkileşimlerinin hesaba katıldığı tüm yaklaşımlar, ilk grafin tabakasının {0001} yüzeylerine kovalent bağlı olduğunu ve büyük bükülmeler sergilediğini göstermiştir. Bu tampon tabakası için Si-C bağ uzunluğu yığınsal SiC'deki değere yakın iken, ikinci grafin tabakası (0001) yüzeyinde ilk tabaka ile Bernal dizilimindeki bağ uzunluğunu korumakta ve çok daha az dalgalanma sergilemektedir. Serbest grafin band yapısı, alttaş üzerinde ikinci tabakada gözlenmektedir. (000-1) tarafında van der Waals etkileşimleri hesaba katılmadığında ilk grafin tabakası yüzeye zayıf bağlı olup, serbest grafin elektronik yapısı sergilemektedir.