การคำนวณโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์และสมบัติทางแม่เหล็กของ ZnO บริสุทธิ์และที่เจือด้วยโลหะทรานซิชัน

ชื่อผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
  • จิราพร บุญพอ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
  • ดร เอกพรรณ สวัสดิ์ซิตัง

  • ศรีประจักร์ ครองสุข

สถาบันการศึกษาที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

ระดับการศึกษา

โครงงานในระดับการศึกษาปริญญาโทขึ้นไป

หมวดวิชา

โครงงานในสาขาวิชาฟิสิกส์

วันที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

01 มกราคม 2541

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

งานวิจัยนี้ได้ทำการคำนวณโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์และสมบัติทางแม่เหล็กของ ZnO บริสุทธิ์และที่เจือด้วยโลหะทรานซิชัน Mn, Fe และ Co ด้วยวิธี ab initio โดยใช้ Density functional Theory (DFT) และการประมาณเทอม exchange correlation แบบ Local Density Approximation ในการคำนวณนี้ได้ใช้ Zn36O36 แทน ZnO บริสุทธิ์ และ Zn36 nMnO36 (เมื่อ n = 1, 2 และ 3 อะตอม) แทนโครงสร้างที่เจือด้วยโลหะทรานซิชัน จากการคำนวณพบว่า Zn36O36 มีค่าพลังงานรวมต่ำที่สุด เมื่อเจือด้วยโลหะทรานซิชันทำให้พลังงานรวมมากขึ้น ค่าช่องว่างพลังงานของ Zn36O36 ที่ได้จากการคำนวณพบว่ามีค่าเท่ากับ 1.2 eV ซึ่งต่ำกว่าความเป็นจริง ในโครงสร้างที่เจือด้วยโลหะทรานซิชัน พบว่ามีระดับพลังงานของอิเล็กตรอนอยู่ระหว่างช่องว่างพลังงาน จากการคำนวณค่าแมกนีไตเซชันพบว่า Zn36O36 ไม่แสดงความเป็นแม่เหล็ก และเมื่อทำการเจือด้วยโลหะทรานซิชันพบว่ามีค่าแมกนีไตเซชันเพิ่มขึ้นจาก Zn36O36 และแสดงสภาพเป็นสารแม่เหล็กเฟอร์โร โดย Zn33Mn3O36 มีค่าแมกนีไตเซชันมากที่สุดซึ่งเท่ากับ 14.70808