Mô phỏng vi cấu trúc và cơ chế khuếch tán trong các ô xít

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI T H n n NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ĐỘNG ỰC PHÂN TỬ CÁC CẤU TRÚC VÀ CÁC VẬT IỆU NANO BÁN DẪN THẤP CHIỀU LUẬN ÁN TIẾN S VẬT L Hà Nội – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI T H n n NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ĐỘNG ỰC PHÂN TỬ CÁC CẤU TRÚC VÀ CÁC VẬT IỆU NANO BÁN DẪN THẤP CHIỀU Chuy n ngành: Vật l l thuyết vật l to n Mã số: 62440103 LUẬN ÁN TIẾN S VẬT L NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS V Ngọc Tƣớc Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình ri ng dƣới hƣớng dẫn PGS TS V Ngọc Tƣớc C c kết số liệu luận n hoàn toàn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình kh c Hà Nội, ngày Giáo vi n hƣớng dẫn PGS TS V Ngọc Tƣớc th ng năm T c giả luận n L Thị Hồng Li n LỜI CẢM ƠN Trƣớc ti n, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến ngƣời thầy tơi – PGS TS V Ngọc Tƣớc, thầy dạy bảo tận tình, dìu dắt tơi ngày trƣởng thành kể từ ngày đầu nghi n cứu đến Thầy luôn nghi m túc công việc giúp vạch định hƣớng nghi n cứu khoa học hiệu quả, để tơi học hỏi hoàn thiện dần tr n bƣớc đƣờng nghi n cứu Tơi xin chân thành cảm ơn c c thầy cô gi o, c c anh chị em đồng nghiệp môn Vật l L thuyết – Viện Vật l Kỹ thuật, trƣờng ĐH B ch khoa Hà Nội giúp đỡ, san sẻ công việc, thông cảm, tạo điều kiện hỗ trợ bảo để tơi hồn thành cơng việc học tập Tơi xin gửi lời cảm ơn đến c c thầy cô Viện Vật l Kỹ thuật, trƣờng ĐH B ch khoa HN tận tình giảng dạy, truyền thụ kiến thức giúp đỡ qu trình học tập nghi n cứu Tơi xin cảm ơn BGH c c c n Viện Sau Đại học trƣờng ĐH B ch Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi luôn kịp thời hỗ trợ động vi n tinh thần lẫn vật chất suốt năm qua Xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến trung tâm m y tính ICCMS, viện tính to n ICSE, trƣờng ĐH B ch khoa Hà Nội tạo điều kiện hỗ trợ phƣơng tiện c c anh chị em trung tâm giúp đỡ, hƣớng dẫn, bảo nhiệt tình để tơi thực đƣợc nghi n cứu Tơi xin cảm ơn tới c c anh chị em nhóm nghi n cứu dìu dắt chia sẻ với tơi suốt qu trình học tập nghi n cứu Cuối xin đƣợc cảm ơn gia đình tơi, bố mẹ, anh chị, c c em ngƣời chồng thân y u tơi Tình y u thƣơng, lời động vi n, chia sẻ, khích lệ, tin tƣởng giúp đỡ kịp thời gia đình cho tơi động lực lớn lao giúp tơi vƣợt qua khó khăn thử th ch tr n đƣờng đầy khó khăn gian nan Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày th ng năm L Thị Hồng Li n MỤC LỤC DANH MỤC CÁC K HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT …………………………………… ……… DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU……………………… ………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ…………………………………………………………… MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………… … 11 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẬT LIỆU VÀ CÁC CẤU TRÚC NANO BÁN DẪN THẤP CHIỀU…………………………………………………………………………………… 18 1 C c cấu trúc quan tâm luận n - cấu trúc thấp chiều…………………………… 18 1 Sơ lƣợc c c cấu trúc thấp chiều………………………………………………19 1 Sơ lƣợc c c cấu trúc dị chất………………………………………………… 22 C c vật liệu quan tâm luận n – Vật liệu b n dẫn……………………………… 26 Sơ lƣợc chất b n dẫn………………………………………………………… 26 1 Phân loại vật liệu b n dẫn theo cấu trúc nguy n tử……………………… 27 2 Đặc trƣng vi mô………………………………………………………… 28 2 Cấu trúc nano b n dẫn thấp chiều đƣợc nghi n cứu luận n – dây nano (Nanowire – NW)…………………………………………………………32 2 Công nghệ chế tạo c c dây nano………………………………………… 32 2 Công nghệ bottom-up VLS nuôi cấy xúc t c dây nano ZnO …… …… 33 Sơ lƣợc c c ứng dụng tiềm dây nano b n dẫn…………………… 33 Ứng dụng cảm biến dây nano……………………………………… 33 Ứng dụng tế bào quang điện tr n dây nano……………………………… 34 3 Ứng dụng điện tử quang điện tử dây nano……………………… 36 Ứng dụng dây nano từ c c vật liệu b n dẫn có từ spintronics…… 36 Tình hình nghi n cứu ngồi nƣớc c c vấn đề luận n……………… 37 Sơ lƣợc c c định hƣớng nghi n cứu ngồi nƣớc……………………………… 37 Tình hình nghi n cứu nƣớc……………………………………………… 39 Phƣơng ph p tính to n vật liệu dựa tr n l thuyết phiếm hàm mật độ DFT………… 40 Phƣơng trình Schr dinger không phụ thuộc thời gian …… ………………… 42 Gần Born-Oppenheimer… …………………………………………… 43 L thuyết phiếm hàm mật độ DFT ………………………………… …………45 C c Định l H henberg-Kohn…………………………………………… 46 1.4.3.2 - Phƣơng trình Kohn-Sham……………………………………………… 47 3 Hàm trao đổi tƣơng quan (The exchange-correlational functional)………48 4 Phƣơng trình k ……………………………………………………… 49 Phƣơng ph p trƣờng tự tƣơng thích SCF (The Self- Consistent Field method)…………………………………………………………………………… 50 4 Phƣơng ph p phiếm hàm mật độ kết hợp gần li n kết chặt tự tƣơng thích điện tích SCC-DFTB (Sefl Consistent Charge Density Functional Based Tight Binding method)……………………………………………………………… 51 1.4.4.1 Mơ hình Tight - Binding (TB)… ……………………………………… 51 4 Phƣơng ph p SCC-DFTB…………………………………………………53 Phƣơng ph p SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms)………………………………………………………… 56 Giả (pseudo potential)……………………………………………… 56 Biểu diễn c c hàm sóng………………………………………………57 SIESTA……………………………………………………………………58 CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC CẤU TRÚC BÁN DẪN THẤP CHIỀU BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ KẾT HỢP GẦN ĐÚNG LIÊN KẾT CHẶT 60 C c hạt nano ZnO wurtzite dạng lăng trụ …………………………………………… 60 1 Giới thiệu mơ hình nghi n cứu………………………………………………… 60 2 Cấu trúc nguy n tử…………………………………………………………… 62 Cấu trúc phổ lƣợng mật độ trạng th i lƣợng (DOS) …………… 65 Kết luận…………………………………………………………………………68 2 C c dây nano kẽm sulfua ZnS ……………………………………………………… 68 2 Giới thiệu mơ hình nghi n cứu………………………………………………68 2 Cấu trúc nguy n tử…………………………………………………………… 72 2 Thử nghiệm k o giãn dọc trục tr n dây nano……………………………… 73 2 Phân tích cấu trúc vùng lƣợng…………………………………………… 75 2 Kết luận ……………………………………………………………………… 78 Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU CÁC THUỘC TÍNH ĐIỆN TỬ VÀ CẤU TRÚC CỦA DÂY NANO BÁN DẪN DỊ CHẤT BẰNG PHƢƠNG PHÁP DFT (SIESTA)………………79 Dây nano dị chất dạng l i vỏ GaN AlN ………………………………………… … 80 1 Mục đích nghi n cứu……………………………………………………………80 Giới thiệu……………………………………………………………………… 81 3 C c dây nano l i vỏ GaN AlN mơ hình dây nano đƣợc thụ động hóa………81 Chi tiết tính to n……………………………………………………………… 84 Kiểm định mơ hình dây nano đƣợc thụ động hóa……………………………86 Kết thảo luận…………………………………………………………… 87 Phân bố chiều dài li n kết…………………………………………………87 Hằng số mạng…………………………………………………………… 88 Cấu trúc vùng lƣợng……………………………………………… 90 Độ rộng vùng cấm t c động qua lại lẫn hiệu ứng bề mặt hiệu ứng giao diện…………………………………………………………………91 Mật độ c c trạng th i thành phần… ……………………………… 95 6 HOMO, LUMO c c trạng th i lân cận……………………………… 98 Kết luận…………………………………………………………………………99 Dây nano dị chất dạng si u mạng pha tinh thể GaN WZ-ZB……………………… 99 Giới thiệu……………………………………………………………………… 99 2 C c dây nano si u mạng GaN mơ hình thụ động hóa chúng………… 100 3 C c chi tiết tính to n………………………………………………………… 103 Phân tích cấu trúc vùng điện tử mật độ trạng th i thành phần…………… 104 Kết luận……………………………………………………………………… 108 CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT TỪ D0 CỦA CÁC DÂY NANO CÓ TẠP CHẤT HAY KHUYẾT TẬT……………………………………………………………109 C c dây nano ZnO có khuyết tật dạng LiZn VZn……………………………… 109 1 Giới thiệu………………………………………………………………………110 C c cấu trúc dây nano phƣơng ph p tính to n…………………………… 111 C c dây nano ZnO pha tạp Li mơ hình thụ động hóa……………… 111 2 C c phƣơng ph p tính to n…………………………………………… 113 Phƣơng ph p thử điểm định chuẩn…………………………………… 114 Kết thảo luận………………………………………………………… 116 Mật độ trạng th i thành phần điện tử……………………………… 116 Mômen từ……………………………………………………………… 118 4 Kết luận ……………………………………………………………………… 126 Dây nano dị chất dạng l i vỏ ZnO GaN có khuyết tật …………………………… 127 Giới thiệu………………………………………………………………… ……127 2 C c dây nano dị chất dạng l i vỏ ZnO GaN mơ hình đƣợc thụ động hóa chúng……………………………………………………………………… 129 Phƣơng ph p c c chi tiết tính to n………………………………………… 130 4 Kết thảo luận………………………………………………………… 131 Kết luận……………………………………………………………………… 138 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………………………………… 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………… 141 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN………………… 150 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT x, y, z: S: V: T: (r): : M: : : : : : : : : χ: σ: ρ: : r: t: Mn: Zn: : :  ̂: : : : : : : ̃: : : : [ ]: phƣơng x, y, z trục tọa độ Descartes diện tích, định thức Slater thể tích nhiệt độ mật độ hạt Năng lƣợng mômen từ khối lƣợng hiệu dụng số Boltzman động số lƣợng tử mật độ trạng th i hàm Delta hàm sóng hàm sóng điện tử hàm sóng hạt nhân độ dẫn điện điện trở suất tọa độ hạt nhân tọa độ điện tử thời gian khối lƣợng hạt nhân thứ n điện tích hạt nhân thứ n lƣợng điện tử mật độ hạt trạng th i lƣợng ứng với tƣơng t c điện tử-điện tử lƣợng trao đổi tƣơng quan Hamiltonian hệ số nhân Lagrange trao đổi tƣơng quan Kohn-Sham hàm sóng giả hiệu dụng trị ri ng hàm lƣợng bán kính phân chia hàm Hohenberg-Kohn HK: Hohenberg-Kohn KS: Kohn-Sham KH &CN: Khoa học công nghệ KH: khoa học CN: công nghệ CMS: khoa học vật liệu tính to n (computational materials science) WZ: Wurtzite ZB: Zincblende NW: dây nano khơng thụ động hóa (unpassivated nanowire) NWP: dây nano đƣợc thụ động hóa (passivated nanowire) NP: hạt nano 0D: không chiều (0 dimension) 1D: chiều (1 dimention) 2D: hai chiều (2 dimension) 3D: ba chiều (3 dimension) DFT: phƣơng ph p l thuyết phiếm hàm mật độ (Density Functional Theory) DFTB: phƣơng ph p l thuyết phiếm hàm mật độ kết hợp với gần li n kết chặt (Density Functional based Tight-Binding) VASP: The Vienna Ab initio simulation package SCC-DFTB: phƣơng ph p l thuyết phiếm hàm mật độ kết hợp gần li n kết chặt tự tƣơng thích điện (Self Consistent Charge Density Functional based TightBinding SCF: trƣờng tự tƣơng thích (the self- consistent field) SIESTA: Phƣơng ph p S ng kiến Tây Ban Nha việc mô điện tử với hàng ngàn nguy n tử (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms) LDA: gần mật độ địa phƣơng GGA: gần gradient suy rộng GEA: c c gần khai triển gradient TD: thí dụ QD: chấm lƣợng tử (quantum dot) NL: lƣợng LED: điốt ph t quang FCC: lập phƣơng tâm diện (face-centered cubic) VLS : pha khí-lỏng-rắn (vapor-liquid-solid) DSSC: tế bào quang điện dùng chất nhạy quang DMS: chất b n dẫn từ loãng LT: lƣợng tử TB: tight-binding từ lại đƣợc đóng góp từ c c điện tử N-p tâm khuyết tật mặt giao diện Hình 4.13: Bề mặt đ ng giá trị hiệu mật độ spin dây nano chưa thụ động hóa NW31NO (hình trái) dây nano thụ động hóa NWP31NO (hình phải) Mặc dù vậy, khác biệt với trƣờng hợp giao diện LaAlO3 – SrTiO3, trật tự sắt từ đến từ điện tử dẫn, nghĩa có khí điện tử phân cực spin hai chiều (2D) giao diện tiếp xúc loại n giao diện dẫn (TiO2)-(LaO) [136], trƣờng hợp dây nano dị chất dạng lõi/vỏ ZnO/GaN, loại p, nghĩa sắt từ lỗ trống gây nên, cấu trúc vùng lƣợng phân cực spin c ng đƣợc thảo luận Do trật tự sắt từ đến từ liên kết khuyết tật mặt giao diện Zn-N, nên với trƣờng hợp dây nano dị chất dạng lõi/vỏ ZnO/GaN khơng có khuyết tật dây có khuyết tật nhƣng loại GaZn, ON mơmen từ Đối với trƣờng hợp khuyết tật kép NO+ON c ng nhận đƣợc mômen từ  Các quan sát rõ ràng gợi ý liên quan chắn tổng số điện tử hóa trị thiếu khuyết tật, việc tái cấu trúc cục xung quanh khuyết tật mômen từ cục khuyết tật gây nên Mloc Sự liên quan cung cấp lời giải thích rõ ràng cho việc tăng cƣờng trật tự sắt từ hai khuyết tật (ví dụ NO+ NO) hay vắng mặt M trƣờng hợp ON +NO nhƣ mi u tả 136 Hình 4.14: Hiệu điện tích Mulliken phân cực spin dây nano chưa thụ động hóa khơng pha tạp NW31( hình a), dây nano thụ động hóa khơng pha tạp NWP31(hình b); điện tích Mulliken phân cực spin trường hợp thay đổi cách pha tạp: NW31NO (hình c), NWP31NO (hình d), NWP32NO (hình e), NWP42NO - NO (hình f) Nguyên tử Zn Ga biểu di n hình trịn lớn đặc trống, ngun tử O N biểu di n hình tròn nhỡ trống đặc, nguyên tử giả Hydro điện tích 1.25e 0.75e biểu di n hình trịn nhỏ đặc trống, vị trí pha tạp đánh dấu m i tên màu đỏ Hình 4.14 (c, d, e, f) trình bày hiệu (hay sai lệch giữa) điện tích Mulliken phân cực spin trạng thái spin-up spin-down vị trí mặt ph ng chứa khuyết tật Nó biểu thị định xứ hiệu ứng phân cực spin dây nano khuyết tật mặt giao diện tiếp xúc Mômen từ nguyên tử cục lớn vị trí khuyết tật N (hình 4.14c 4.14d) tiến nhanh đến giá trị dịch chuyển xa vị trí khuyết tật điều c ng đƣợc thấy rõ hình 4.13 biểu diễn bề mặt đ ng giá trị (iso-surface) hiệu mật độ spin dây nano chƣa thụ động hóa với giao diện pha tạp khuyết tật NO (hình 13a) dây đƣợc thụ động hóa tham chiếu (hình 4.13b) So sánh tỉ mỉ tr n hình 4.14c 4.14d, minh họa cho mơmen từ cục Mloc nguyên tử khuyết tật N, bị ảnh hƣởng liên kết treo lớp bề mặt b n ngoài, nghĩa t i thiết lại bề mặt dây nano Hình 4.14e biểu diễn trƣờng hợp dây nano NWP32NO, so sánh với hình 4.14d 137 chứng tỏ c ch đƣợc thụ động hóa, việc tái thiết lại bề mặt bị khử khơn cịn có hiệu ứng lên mơmen từ cục vị trí khuyết tật tâm N giao diện lõi/vỏ kh c nhau, nghĩa NWP31NO NWP32NO, có mơmen từ nhƣ (xem hình 14d, 14e minh họa) Trong hình 4.14f, chúng tơi biểu diễn phân bố khơng gian Mloc trƣờng hợp NWP42NO - NO có chứa khuyết tật kép Nó cho thấy mơmen từ khơng phụ thuộc vào tổng số điện tử hóa trị thiếu vị trí khuyết tật N mà cịn phụ thuộc vào định xứ khuyết tật từ vị trí đến vị trí khác, có vài hiệu ứng bão hòa với việc gia tăng c c tâm khuyết tật Điều xung quanh vị trí khuyết tật, ví dụ NO ZnGa, ln có tái thiết lại cấu trúc cục bắt buộc liên kết treo vị trí khuyết tật bắt nguồn từ nguyên tử lân cận 4.2.5 Kết luận Chúng nghi n cứu trạng thái sắt từ gây khuyết tật mặt giao diện loại p dây nano dị chất dạng lõi/vỏ ZnO/GaN Nó đƣợc giải thích rõ ràng khuyết tật giao diện dây nano ZnO/GaN sinh nguyễn tử N xung quanh vị trí khuyết tật mơmen từ cục đóng góp đến mơmen từ dây nano dị chất có khuyết tật Hiệu ứng phân cực spin khuyết tật đƣợc định xứ mạnh, ngụ ý mômen từ cục đƣợc chiếm ƣu phân bố bên vùng lân cận cục bộ, xung quanh khuyết tật Chúng c ng tìm thấy bề mặt dây nano có t c động quan trọng đến việc gây trật tự sắt từ làm thu nhỏ độ rộng vùng cấm Một tƣơng quan tái thiết lại cấu trúc cục xung quanh khuyết tật mômen từ gây nên c ng đƣợc rõ ràng Các kết tính tốn chúng tơi c ng việc dùng mơ hình dây nano tham chiếu đƣợc thụ động hóa, chúng tơi phác thảo ảnh hƣởng từ tái thiết lại bề mặt lên trật tự sắt từ gây khuyết tật mặt giao diện dây nano dị chất 138 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong luận n khảo s t c c cấu trúc thấp chiều c c hạt nano, dây nano c c vật liệu b n dẫn nhóm III-V nhƣ AlN, GaN nhóm II-VI nhƣ ZnO, ZnS c c cấu trúc dị chất tr n c c vật liệu C c nghi n cứu luận n đƣa đƣợc kết luận mang tính mới, chƣa đƣợc thực trƣớc Nghi n cứu tr n c c hạt nano ZnO dạng lăng trụ có đ y lục gi c kích thƣớc kh c cho thấy có đồng tồn hai chế ổn định cho c c hạt (i) t i cấu trúc lại lớp bề mặt (ii) kim loại hóa c c bề mặt đ y c ch dịch chuyển c c điện tích lớp đ y Giả định phù hợp với kết thực nghiệm Nghi n cứu tr n dây nano ZnS tinh thể wurtzite [0001] với c c dạng tiết diện dây kh c đƣờng kính khoảng 10-40 cho thấy giải tỏa biến dạng lớp bề mặt gây n n biến dạng li n kết Zn-S theo chiều dài li n kết góc li n kết với lƣợng biến dạng ri ng giảm đƣờng kính dây tăng Giam hãm lƣợng tử thể qua đƣờng kính dây giải tỏa biến dạng bề mặt yếu tố gây dấu ấn chủ yếu l n c c đặc tính nhƣ độ rộng vùng cấm, ứng suất Young… Kết mô phù hợp tốt với c c l thuyết thực nghiệm kh c Nghi n cứu c c dây nano dị chất dạng l i vỏ GaN AlN cho thấy hiệu ứng t i thiết lại bề mặt l n c c đặc tính cấu trúc điện tử đƣợc loại trừ phân lập tốt việc sử dụng mơ hình tham chiếu dây nano đƣợc thụ động hóa bề mặt c c giả Hydro có điện tích phân số Qua cho thấy thuộc tính c c dây nano dị chất này, ví dụ cấu trúc vùng lƣợng, độ rộng vùng cấm chịu ảnh hƣởng cạnh tranh mạnh mẽ hai yếu tố (i) t i thiết lại bề mặt ngồi (ii) vai trị mặt giao diện l i vỏ Đối với dây nano đƣờng kính nhỏ, mặt tiếp gi p yếu tố chủ yếu, c c dây nano lớn hiệu ứng bề mặt chiếm ảnh hƣởng ƣu l n độ rộng vùng cấm Nghi n cứu c c dây nano dị chất si u mạng dạng pha tinh thể GaN WZ-ZB với t i thiết lại bề mặt đƣợc phân lập mơ hình tham chiếu - dây nano đƣợc thụ động hóa, với hiệu ứng giam hãm lƣợng tử cho thấy cấu trúc vùng lƣợng dây bị thay đổi t i thiết lại bề mặt với xuất số c c trạng th i ch n vùng cấm lân cận VBM CBM C c giao diện WZ-ZB hình thành giếng lƣợng tử loại II đảm nhiệm việc phân t ch không gian cho c c hạt tải điện cặp exciton qua làm tăng cƣờng thuộc tính quang điện tử c c dây nano si u mạng pha tinh thể 139 Nghi n cứu dây nano ZnO có khuyết tật dạng pha tạp thay LiZn dạng khuyết VZn cho thấy có xuất tính chất sắt từ (FM) dạng d0 Chúng tơi tìm thấy khơng có việc t i thiết lại bề mặt, pha tạp đơn LiZn khuyết tật đơn VZn gây momen từ tƣơng ứng Qua chúng tơi (i) bề mặt dây nano có ảnh hƣởng quan trọng việc gây tính sắt từ vây pha tạp thay nguy n tố khơng từ LiZn gây d0 FM dây nano ZnO chí khơng có khuyết tật VZn (ii) khuyết tật VZn c ng gây sắt từ loại d0 FM việc kết hợp khuyết tật VZn với pha tạp LiZn làm tăng cƣờng mạnh việc gây mômen từ M Chúng lần đầu ti n đƣa tƣơng quan tái thiết cấu trúc cục quanh khuyết tật mơmen từ, qua cho thấy t i thiết bề mặt làm tăng hay giảm c c mômen, phụ thuộc vào li n quan vị trí tâm khuyết tật với bề mặt giải thích định tính cho mơ hình sắt từ lỗng tr n dây nano ZnO có khuyết tật Nghi n cứu trạng th i sắt từ gây khuyết tật tr n mặt giao diện dây nano dị chất l i vỏ ZnO GaN cho thấy c c khuyết tật loại p giao diện dây nano ZnO GaN sinh nguyễn tử N quanh tâm khuyết tật mômen từ cục đóng góp đến mơmen từ c c dây Hiệu ứng phân cực spin khuyết tật đƣợc định xứ mạnh bề mặt dây nano có t c động đến việc gây trật tự sắt từ làm thu nhỏ độ rộng vùng cấm Có tƣơng quan r ràng t i thiết cấu trúc cục quanh khuyết tật mômen từ 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Nguyễn Huyền Tụng, (2008), giáo trình « Cơ học lượng tử », NXB Khoa học Kỹ thuật TIẾNG ANH 10 11 12 13 14 A Brinkman, M Huijben, M.Vanzalk, J Huijben, U Zeitler, J.C Maan, W G Van Der Wiel, G Rijnders, D H A Blank and H Hilgenkamp, (2007), Magnetic effects at the interface between nonmagnetic oxides”, Nature Materials 6, 493-496 A Kokalj, (1999), XCrySDen a new program for displaying crystalline structures and electron densities”, J Mol Graph Model 17, 176-179 Code available from http://www.xcrysden.org/ B Goswami, S Pal, and P Sarkar, (2008), A theoretical study on the electronic structure of ZnSe/ZnS and ZnS/ZnSe core/shell nanoparticles”, J Phys Chem C 112, 11630-11636 B Gu, N Bulut, T Ziman, and S Maekawa, (2009), “Possible d0 ferromagnetism in MgO doped with nitrogen” Phys Rev B 79, 024407-024413 B Meyer and D Marx, (2003), Density-functional study of the structure and stability of ZnO surfaces”, Phys Rev B 67, 035403 B Pal, K Goto, M Ikezawa, Y Masumoto, P Mohan, J Motohisa, and T Fukui, (2008), “Type-II behavior in wurtzite InP/InAs/InP core-multishell nanowires”, Appl Phys Lett 93, 073105 B.P Timko, T Cohen-Karni, G Yu, Q Qing, B Tian, C.M Lieber, (2009), Electrical Recording from Hearts with Flexible Nanowire Device Arrays”, Nano Lett 9, 914-918 B Wang, J Zhao, J Jia, D Shi, J Wan, G Wang, H Xu, (2008), Structural, mechanical, and electronic properties of ultrathin ZnO nanowires”, Appl Phys Lett 93, 021918 C Kohler, G Seifert, Th Frauenheim, (2005), Density-Functional based calculations for Fe(n), (n≤32)”, Chem Phys 309, 23-31 C M Lieber and Z L Wang, (2007), Functional nanowires, MRS Bulletin 32, 99–108 C Peng, Y Liang, K Wang, Y Zhang, G Zhao, and Y Wang, (2012), “Possible origin of ferromagnetism in an undoped ZnO d semiconductor,”J Phys Chem C 116, 9709–9715 C W Zhang, C Han, S S Yan, and F B Zheng, (2011), “Design of ferromagnetism in Cu-doped ZnO nanowires: First-principles prediction”, Europhys Lett 95, 47011-47017 C Y Wen, M C Reuter, J Bruley, J Tersoff, S Kodambaka, E A Stach, F M Ross, (2009), Formation of compositionally abrupt axial heterojunctions in silicongermanium nanowires Science 326, 1247-50 141 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 D A Schwartz and D R Gamelin, (2004), “Reversible 300 K ferromagnetic ordering in a diluted magnetic semiconductor”, Adv Mater 16, 2115–2119 D.C Allan, T.A Arias, M C Payne, M P Teter and , J D Joannopoulos, (1992), “Iterative minimization techniques for ab initio total energy calculations: molecular dynamics and conjugate gradients,” Reviews of Modern Physics 64, 1045-1097 D D Johnson, (1988), Modified Broyden’s method for accelerating convergence in self-consistent calculations”, Phys Rev B 38, 12807 D Gao, J Zhang, G Yang, J Zhang, Z Shi, J Qi,et al , (2010), “Ferromagnetism in ZnO nanoparticles induced by doping of a nonmagnetic element: Al,”J Phys Chem C 114, 13477–13481 D J Carter, Ju D Gale, B Delley, and C Stampfl, (2008), Geometry and diameter dependence of the electronic and physical properties of Gallium Nitride nanowires from first principles”, Phys Rev B 77, 115349 D M Ceperly, and B J Alder, (1980), Ground state of the electron gas by a stochastic method”, J Chem Phys 45, 566-569 D Q Fang and R Q Zhang, (2011), “Size effects on formation energies and electronic structures of oxygen and zinc vacancies in ZnO nanowires: A firstprinciples study”, J Appl Phys 109, 044306–044311 D Vanderbilt, (1990), “Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism,” Phys Rev B 41, 7892-7895 E J Baerends; O V Gritsenko, (1997), A Quantum Chemical View of Density Functional Theory , J Phys Chem 101, 5383-5403 F Pan, C Song, X J Liu, Y C Yang, and F Zeng, (2008), “Ferromagnetism and possible application in spintronics of transition-metal-doped ZnO films”, Mater Sci Eng R., Rep 62, 1–35 F Qian, S Gradecak, Y Li, C.-Y Wen, and C M Lieber, (2005), Core/multishell nanowire heterostructures as multicolor, high-efficiency light-emitting diodes , Nano Lett 5, 2287-2291 F Qian, Y Li, S Gradecak, D Wang, C J Barrelet, and C M Lieber, (2004), “Gallium nitride-based nanowire radial heterostructures for nanophotonics,”, Nano Lett 4, 1975-1979 Guofeng Wang, Xiaodong Li, (2007), Size dependency of the elastic modulus of ZnO nanowires: Surface stress effect”, Appl Phys Lett 91, 231912 G Bouzerar and T Ziman, (2006), “Model for vacancy-induced d ferromagnetism in oxide compounds,”Phys Rev Lett 96, 207602–207606 G Jacopin, L Rigutti, L Largeau, F Fortuna, F Furtmayr, F H Julien, M Eickhoff, and M Tchernycheva, (2011), Optical properties of wurtzite/zinc-blende heterostructures in GaN nanowires”, J Applied Phys 110, 064313 G Kresse, (1993), “Ab initio molekular dynamik für flüssige metalle,” Ph.D dissertation, Inst für Theoretische Physik, Tech Univ Wien, Vienna, Austria G Kresse, and D Joubert, (1999), “From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmented-wave method,” Physical Revew B 59, 1758-1775 142 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 G Kresse and J Furthmüller, (1996), “Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set,”Comput Mater Sci 6, 15–50 G Kresse and J Furthmüller, (1996), “Efficient iterative schemes forab initiototalenergy calculations using a plane-wave basis set,”Phys Rev B 54, 11169–11186 G Kresse and J Hafner, (1993), “Ab initiomolecular dynamics for liquid metals,”Phys Rev B 47, 558–561 G Martin, A Botchkarev, A Rockett, and H Morkoc, (1996), “Valence-band discontinuities of wurtzite GaN, AlN, and InN heterojunctions measured by x-ray photoemission spectroscopy,”, Appl Phys Lett 68, 2541 G Z Xing, J B Yi, J G Tao, T Liu, L M Wong, Z Zhang,et al, (2008), “Comparative study of room-temperature ferromagnetism in Cu-doped ZnO nanowires enhanced by structural inhomogeneity,”Adv Mater 20, 3521–3527 G Z Xing, Y H Lu, Y F Tian, J B Yi, C C Lim, Y F Li,et al , (2011), “Defectinduced magnetism in undoped wide band gap oxides: Zinc vacancies in ZnO as an example,”AIP Adv 1, 022152–022166 Hongxia Chen, DaningShi, JingshanQi , and BaolinWang, (2009), Electronic and mechanical properties of ZnS nanowires with different surface adsorptions , Physica E 42, 32-37 http://en.wikipedia.org/wiki/National_Nanotechnology_Initiative http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2000/ http://www.ph.surrey.ac.uk/project/compiled http://stokes.byu edu/findsym.html http://voznyy.elinity.com/ download/bader.zip Hui Pann, Yong-Wei Zhang, (2012) , GaN-ZnO superlattice nanowires as photocatalyst for hydrogen generation-A first-principles study on electronic and magnetic properties”, Nano Energy 1, 488-493 H J Monkhorst and J D Pack, (1976), “Special points for Brillouin-zone integrations”, Phys Rev B 13, 5188–5192 H Lee and H J Choi, (2010), Single-impurity scattering and carrier mobility in doped Ge/Si core-shell nanowires”, Nano Lett 10, 2207 H Morkoỗ and ĩ ệzgỹr, (2009), Zinc Oxide: Fundamentals, Materials and Device Technology” New York, NY, USA: Wiley H Ohno, H Munekata, T Penney, S von Molnár, and L L Chang, (1992), “Magnetotransport properties of p-type (In,Mn)As diluted magnetic III–V semiconductors”, Phys Rev Lett 68, 2664–2667 H Shu, X Chen, Z Ding, R Dong, and W Lu, (2011), First-Principles Study of the Doping of InAs Nanowires: Role of Surface Dangling Bonds”, J Phys Chem C 115, 14449 H X Gao and J B Xia, (2012), “Effect of Li-doping on the magnetic properties of ZnO with Zn vacancies,” J Appl Phys 111, 093902–093907 I Arslan, A A Talin, and G T Wang, (2008), Three-dimensional visualization of surface defects in core-shell nanowires” J Phys Chem C 112, 11093 143 52 Jerome K Hyun, Shixiong Zhang and Lincoln J Lauhon, (2013), Nanowire Heterostructures , Annual Review 43, 451-479 53 J Arbio, S Estrad, J D Prades, A Cirera, F Furtmayr, C Stark, A Laufer ,M Stutzmann, M Eickhoff, M H Gass, A.L Bleloch, F Peir and J R Morante, (2009), Triple-twin domains in Mg doped GaN wurtzite nanowires: structural and electronic properties of this zinc-blende-like stacking , Nanotechnology 20, 145704 54 J B Yi, C C Lim, G Z Xing, H M Fan, L H Van, S L Huang,et al, (2010), “Ferromagnetism in dilute magnetic semiconductors through defect engineering: Lidoped ZnO”, Phys Rev Lett 104, 137201–137205 55 J Carter, Julian D Gale, Bernard Delley, and Catherine Stampfl, (2008), Geometry and diameter dependence of the electronic and physical properties of GaN nanowires from first principles”, Phys Rev B 77, 15349 56 J D Gale, A Garcia, J Junquera, P Ordejon, J M Soler, E Artacho, and D Sanchez-Portal, (2002), “The siesta method for ab initio order-n materials simulation”, Journal of Physics: Condensed Matter 14, 2745-2779 57 J Li and L.-W Wang, (2004), "Comparison between quantum confinement effects of quantum wires and quantum dots", Chem Mater 16, 4012 58 J M D Coey, M Venkatesan, and C B Fitzgerald, (2005), “Donor impurity- band exchange in dilute ferromagnetic oxides”, Nature Mater 4, 173–179 59 J M Soler, E Artacho, J D Gale, A Garcia, J Junquera, P Ordejon, and D Sanchez-Portal, (2002), The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation”, J Phys Condens Matter 14, 2745 60 J Park, H Zheng, Y Jun, and A P Alivisatos, (2009), “Hetero-epitaxial anion exchange yields single-crystalline hollow nanoparticles.” , J Am Chem Soc 131, 13943 61 J P Perdew, (1991), Electronic Structure of Solids”, Akademie Verlag, Berlin 62 J.P.Perdew, and A Zunger, (1981),“Self-interaction correction to densityfunctional approximations for many-electron systems”, Phys Rev B 23, 5048- 5079 63 J P Perdew, K Burke, and M Ernzerhof, (1996), Generalized Gradient Approximation Made Simple”, Phys Rev Lett 77, 3865-3868 64 J Renard, R Songmuang, G Tourbot, C Bougerol, B Daudin, and B Gayral, (2009), Evidence for quantum-confined Stark effect in GaN/AlN quantum dots in nanowires”, Phys Rev B 80, 121305 65 J S Park, B Ryu, C Y Moon, and K J Chang, (2010), “Defects responsible for the hole gas in Ge/Si core-shell nanowires”, Nano Lett 10, 116 66 J Tersoff, (1984), "Theory of semiconductor heterojunctions: The role of quantum dipoles" Physical Review B 30, 4874 67 Kittitat Subannajui, (2011), Thesis ZnO Nanowires Fabrication, Properties and Devices , Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau 68 K Hestroffer, R Mata, D Camacho, C Leclere, G Tourbot, Y M Niquet, A Cros, C Bougerol, H Renevier, and B Daudin, (2010), The structural properties of GaN/AlN core–shell nanocolumn heterostructures”, Nanotechnology 21, 415702 69 K Rezouali, M A Belkhir, and J B Bai, (2010), Ab Initio Study of Confinement and Surface Effects in AlN Nanowires”, J Phys Chem 114, 11352 144 70 L C Lew Yan Voon, Y Zhang, B Lassen, M Willatzen, Q Xiong, and P C Eklund, (2008), Electronic properties of semiconductor nanowires”, J Nanosci Nanotechnol 8, 71 L L Sohn, (1998), Quantum Leap for Electronics”, Nature 394, 131 72 L Rigutti, G Jacopin, L Largeau, E Galopin, A De Luna Bugallo, F H Julien, J.C Harmand, F Glas, and M Tchernycheva, (2011), Correlation of optical and structural properties of GaN/AlN core-shell nanowires”, Phys Rev B 83, 155320 73 L.W Wang and J Li, (2004), First principle thousand atom quantum dot calculations”, Phys Rev B 69, 153302 74 L Wilk, S J Vosko and M Nusair, (1980) , “Accurate spin-dependent electron liquid correlation energies for local spin density calculations: a critical analysis”, Can J Phys 58, 1200-1211 75 L Yang, R N Musin, X Q Wang, and M Y Chou, (2008), "Quantum Confinement Effect in Si/Ge Core-Shell Nanowires,", Phys Rev B 77, 195325 76 L Zhang, J Luo, A Zunger, N Akopian, V Zwiller, and J Harmand, (2010), Wide InP nanowires with wurtzite/zincblende superlattice segments are type-II whereas narrower nanowires become type-I: an atomistic pseudopotential calculation”, Nano Lett 10, 4055-4060 77 MIT Technology Review: Mar./Apr 2009, The 10 Emerging Technologies of 2009, Z L Wang “Nano-piezoelectronics”; August 13, 2008; L Rugani MIT Technology Review, Aug 2008, “First All-Nanowire Sensor”; K Bullis, MIT Technology Review, Aug 2007, “Nanowire LEDs” 78 M Elstner, D Porezag, G Jungnickel, J Elsner, M Haugk, T.; B Aradi, B Hourahine and Th Frauenheim, (2007), DFTB+, a sparse matrix-based implementation of the DFTB method” , J Phys Chem A 111, 5678 79 M Elstner; D Porezag ; G Jungnickel; J Elsner; M Haugk; Th Frauenheim; S Suhai; Seifert, (1998), Self-consistent-charge density-functional tight-binding method for simulations of complex materials properties”, G Phys Rev B 58, 7260 80 M Gacic, G Jakob, C Herbort, H Adrian, T Tietze, S Brück,et al, (2007), “Magnetism of Co-doped ZnO thin films”, Phys Rev B 75, 205206–205214 81 M Ivill, S J Pearton, S Rawal, L Leu, P Sadik, R Das,et al, (2008), “Structure and magnetism of cobalt-doped ZnO thin films”, New J Phys 10, 065002–065014 82 M Khalid, M Ziese, A Setzer, P Esquinazi, M Lorenz, H Hochmuth,et al , (2009), “Defect-induced magnetic order in pure ZnO films”, Phys Rev B 80, 035331–035336 83 M Law, J Goldberger, P Yang Annu, (2004), Semiconductor Nanowires and Nanotubes”, Rev Mater Res 34, 83–122 84 M.N Huda, Y Yan, S.-H Wei, M.M Al-Jassim, (2008), Electronic structure of ZnO: GaN compounds: Asymmetric bandgap engineering”, Physical Review B 78, 195204 85 M Sc Ney Henrique Moreira, (2011), Thesis Computational Studies on Functionalized ZnO Surfaces and Nanostructures”, University of Bremen, http://d-nb.info/1012425878/34 145 86 M Schluter, D R Hamann, and C Chiang, (1979), Norm-conserving pseudopotentials,” Phys Rev Lett 43, 1494-1497 87 M X Xiao, M Zhao, and Q Jiang, (2011), Effects of surface modifications on band gaps and electronic states of GaN/InN core/shell nanowires”, Chem Phys Lett 512, 251 88 Ney H Moreira, Grygoriy Dolgonos, Ba’lint Aradi, Andreia L da Rosa, and Thomas Frauenheim, J Chem, (2009), Toward an Accurate Density-Functional TightBinding Description of Zinc-Containing Compounds , Theory Comput ,605-614 89 N Combe, P Chassaing, and F Demangeot, (2009), Surface effects in ZnO nanoparticles”, Phys Rev B 79, 045408 90 N H Hong, J Sakai, and V Brizé, (2007), “Observation of ferromagnetism at room temperature in ZnO thin films,”J Phys., Condensed Matter 19, 036219–036225 91 N.M Ghoniem, E.P Busso, and H Huang, (eds.) , (2003), Nano and Micromechanics of Materials” Special issue of Philosophical Magazine, (Taylor and Francis, publ.) 83, 3475 92 N Troullier, and J L Martins, (1991), “Efficient pseudopotentials for planewave calculations,” Phys Rev B 43, 1993-2006 93 Peidong Yang,* Ruoxue Yan, and Melissa Fardy, (2010), Semiconductor Nanowire: What’s Next?”, Nano Lett., 10, 1529–1536 94 Prof Dr Helmut F ll, Gi o trình Semiconductor Technology Lecture Course "Semiconductor Technology and Nano Electronics" ©, ĐH Kiel (http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/semitech_en) 95 P E Blöchl, (1994), “Projector augmented-wave method”, Phys Rev B 50, 17953– 17979 96 P Hohenberg and W Kohn, (1964), Inhomogeneous Electron Gas”, Phys Rev 136, 864-872 97 P Ordejon, E Artacho, and J M Soler, (1996, Self-consistent order-N densityfunctional calculations for very large systems”, Phys Rev B 53, 10441) 98 P M Chassaing, F Demangeot, N Combe, L Saint-Macary, M L Kahn, and B Chaudret, (2009), Raman scattering by acoustic phonons in wurtzite ZnO prismatic nanoparticles”, Phys Rev B 79, 155314 99 P Wang; S M Zakeeruddin; J E.Moser; M K Nazeeruddin; T Sekiguchi,; Grätzel, (2003), A stable quasi-solid-state dye-sensitized solar cell with an amphiphilic ruthenium sensitizer and polymer gel electrolyte”, M Nature Mater 2, 402 100 Qimin Yan, Patrick Rinke, Matthias Scheffler, and Chris G Van de Walle, (2009), Strain effects in group-III nitrides: Deformation potentials for AlN, GaN, and InN , applied physics letters 95, 121111 101 Q J Wang, J B Wang, X L Zhong, Q H Tan, Z Hu, and Y C Zhou, (2012), Magnetism mechanism in ZnO and ZnO doped with nonmagnetic elements X (X=Li, Mg, and Al): A first-principles study, Appl Phys Lett 100, 132407–132412 102 Q Wang, Q Sun, G Chen, Y Kawazoe, and P Jena, (2008), “Vacancy-induced magnetism in ZnO thin films and nanowires”, Phys Rev B 77, 205411–205418 146 103 Q Wang, Q Sun, and P Jena, (2009), “N-doped ZnO thin films and nanowires: Energetics, impurity distribution and magnetis,”, New J Phys 11, 063035–063049 104 Q Xu, H Schmidt, S Zhou, K Potzger, M Helm, H Hochmuth,et al , (2008), “Room temperature ferromagnetism in ZnO films due to defects”, Appl Phys Lett 92, 082508–082511 105 Richard G Hobbs, Nikolay Petkov and Justin D Holmes, (2012), Semiconductor Nanowire Fabrication by Bottom-Up and Top-Down Paradigms , Chem Mater 24, 1975–1991 106 R B Heimann, (2010), Classic and advanced ceramics, from fundamentals to applications”, Wiley-VCH, Weinheim, 422 107 R Calarco, M Marso, T Richter, A I Aykanat, R Meijers, Avd Hart, T Stoica, and H Luth, (2005), Size-dependent photoconductivity in MBE-grown GaNnanowires”, Nano Lett 5, 981 108 R F Khairutdinov, (1998), "Chemistry of semiconductor nanoparticles", Russ Chem Rev 67, 109 109 R L Anderson, (1960), Germanium-gallium arsenide heterojunction”, IBM J Res Dev 4, 283–287 110 R.M Martin, (2004), Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods”, Cambridge University Press, Cambridge 111 R N Musin and X Q Wang, (2006), Quantum size effect in core-shell structured silicongermanium Nanowires”, Phys Rev B 74, 165308 112 R Pentcheva, W.E Pickett, (2006), Charge localization or itineracy at LaAlO3∕SrTiO3 interfaces: Hole polarons, oxygen vacancies, and mobile electrons”, Phys Rev B 74, 035112 113 R Ramaneti, J C Lodder, and R Jansen, (2007), Kondo effect and impurity band conduction in Co:TiO2 magnetic semiconductor Phys Rev B 76, 195207 114 Sanjay K Bidasaria, (2009), Thesis “electronic and mechanical properties of chemically functionalized nanowires”, Georgia Institute of Technology 115 SEMATECH Symposium Japan, (2010), Accelerating the next technology revolutio Advanced CMOS Scaling” 116 Simulation code Density Functional based Tight Binding plus (DFTB+) http://www.dftb-plus.info/ 117 Su Li, Xiaozhong Zhang, Bin Yan and Ting Yu, (2009), Growth mechanism and diameter control of well-aligned small-diameter ZnO nanowire arrays synthesized by a catalyst-free thermal evaporation method”, Nanotechnology 20, 495604 118 Supab Choopun, Niyom Hongsith and Ekasiddh Wongrat, (2012), Metal-Oxide Nanowires for Gas Sensors”, Nanotechnology and Nanomaterials , DOI: 10.5772/54385 119 S B Ogale, (2010), “Dilute doping, defects, and ferromagnetism in metal oxide systems,”, Adv Mater 22, 3125–3155 120 S Chawla, K Jayanthi, and R K Kotnala, (2009), “High temperature carrier controlled ferromagnetism in alkali doped ZnO nanorods”, J Appl Phys 106, 113923–113929 147 121 S Chawla, K Jayanthi, and R K Kotnala, (2009), “Room-temperature ferromagnetism in Li-doped p-type luminescent ZnO nanorods,”, Phys Rev B 79, 125204–125211 122 S Ghosh, G G Khan, B Das, and K Mandal, (2011), “Vacancy-induced intrinsic d ferromagnetism and photoluminescence in potassium doped ZnO nanowires,”, J Appl Phys 109, 123927–123933 123 S Gradecak, F Qian, Y Li, H.-G Park, and C M Lieber, (2005), GaN nanowire lasers with low lasing thresholds”, Appl Phys Lett 87, 173111 124 S H Vosko, K A Jackson, M R Pedersen, D J Singh, J P Perdew, J A Chevary, and C Fiolhais, (1992), “Atoms, molecules and surfaces: Application of the generalized gradient approximation from exchange and correlation,”, Phys Rev B 46, 6671-6687 125 S J Pearton, D P Norton, Y W Heo, L C Tien, M P Ivill, Y Li,et al , (2006), ZnO spintronics and nanowire devices, , J Electron Mater 35, 862–868 126 S Strite and M Morkoc, (1992)¸ “GaN, AlN, and InN: A Review”, J Vac Sci Technol B 10, 1237 127 S U Awan, S K Hasanain, M F Bertino, and G H Jaffari, (2012), “Ferromagnetism in Li doped ZnO nanoparticles: The role of interstitial Li,”J Appl Phys 112, 103924–103933 128 S Wang, L.W Wang, (2010), Atomic and Electronic Structures of GaN/ZnO Alloys”, Physical Review Letters 104, 065501 129 Thomas Ihn, (2010), Semiconductor Nanostructures -Quantum States and Electronic Transport”, Oxford Univ Press 130 The Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms (SIESTA) program: http://www.uam.es/departamentos/ciencias/fismateriac/siesta 131 The Gaussian electronic structure program: http://www.gaussian.com 132 T Akiyama, A J Freeman, K Nakamura and T Ito, (2008), Electronic structures and optical properties of GaN and ZnO nanowires from first principles J Phys : Conf Ser 100 052056 133 T A Arias, R A Lippert, and A Edelman, (1997), “Multiscale computation with interpolating wavelets,” Journal of Computational Physics 140, 278310 134 T Cohen-Karni, Q Qing, X Duan, P Xie,1 C.M Lieber, (2010), ThreeDimensional, Flexible Nanoscale Field-Effect Transistors as Localized Bioprobes”, Science 329, 830 135 T Dietl, H Ohno, F Matsukura, J Cibert, and D Ferrand, (2000), “Zener model description of ferromagnetism in zincblende magnetic semiconductors,”Science 287, 1019–1022 136 T Song, J.W Choung, J.G Park, W Park, J.A Rogers, U Paik, (2008), Surface Polarity and Shape-Controlled Synthesis of ZnONanostructures on GaN Thin Films Based on Catalyst-FreeMetalorganic Vapor Phase Epitaxy”, Advanced Materials 20, 4464 137 T.S Gates, G.M.Odegard, S.J.V.Frankland, T.C Clancy, (2005), Computational materials: Multi-scale modeling and simulation of nanostructured materials , Composites Science and Technology 65, 2416–2434 148 138 Th Frauenheim, G Seifert, M Elster, T A Niehaus, C Köhler, M Amkreutz, M Sternberg, Z Hajnal, A Di Carlo and S Suhai, (2002), Atomistic simulations of complex materials: ground-state and excited-state properties”, J Phys Cond Matt 14, 3015 139 V Khranovskyy, A M Glushenkov, Y Chen, A Khalid, H Zhang, L Hultman, B Monemar and R Yakimova, (2013), Crystal phase engineered quantum wells in ZnO nanowires”, Nanotechnology 24, 215202 140 V Laneuville, F Demangeot, R Pechou, P Salles, A Ponchet, G Jacopin, L Rigutti, A de Luna Bugallo, M Tchernycheva, F H Julien, K March, L F Zagonel, and R Songmuang, (2011), Double strain state in a single GaN/AlN nanowire: Probing the core-shell effect by ultravioletresonant Raman scattering”, Phys Rev B 83, 115417 141 V.N Tuoc, (2010), Comp Mat.Sci 49, 161-169 142 V N Tuoc and T D Huan, (2012), Phys Size-induced structural transition in ZnO prismatic nanoparticles”, Status Solidi B 249, 535-543 143 Wei Lu, Charles M Lieber, (2006), Semiconductor nanowires”, J Phys D: Appl Phys 39 387–406 144 W A Adeagbo, G Fischer, A Ernst, and W Hergert, (2010), “Magnetic effects of defect pair formation in ZnO,”J Phys., Condensed Matter 22, 436002–436011 145 W Koch; M.C Holthausen, (2001), A Chemist’s Guide to Density Functional Theory”, 2nd Ed., Willey-VCH, Weinheim 146 W Kohn; A D Becke; R G Parr, (1996), Density Functional Theory of Electronic Structure , J Phys Chem 100, 12974 147 W Kohn and L Sham, (1965), “Self-consistent equations including exchange and correlation effects,”Phys Rev 140, 1133–1138 148 X Huang, E Lindgren, and J R Chelikowsky, (2005), “Surface passivation method for semiconductor nanostructures,”, Phys Rev B 71, 165328 149 Y Dong, B Tian, T J Kempa, and C M Lieber, (2009), “Coaxial group III-nitride nanowire photovoltaics” , Nano Lett 9, 2183 150 Y Li, F Qian, J Xiang, C M Lieber, (2006), Nanowire electronic and optoelectronic devices” Material today 8, 18-27 151 Y Maoa, J Zhonga, Y Chen, (2008), First principles study of the band structure and dielectric function of (6,6) single-walled zinc oxide nanotube , Physica E 40, 499-502 152 Y.R Yang, X.H Yan, Y Xiao, Z.H Guo, (2007), The optical properties of onedimensional ZnO: A first-principles study”, Chem Phys Lett 446 , 98-102 153 Y Toyoshima, (1961); A New Rapid Method of Determining Molecular Weight of Water Soluble Linear Polymers by the Measurement of Rate of Settling of Clay Suspensions , Bull Chem Soc Jap 34, 1734 154 Y W Ma, J B Yi, J Ding, L H Van, H T Zhang, and C M Ng, (2008), “Inducing ferromagnetism in ZnO through doping of nonmagnetic elements”, Appl Phys Lett 93, 042514–042517 155 Z L Wang, (2004), “Zinc oxide nanostructures: Growth, properties and applications”, J Phys., Condensed Matter 16, 829–858 149 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyen Viet Minh, Vu Ngoc Tuoc and Le Thi Hong Lien, (2011), “Density functional based tight binding study on wurtzite ZnO prismatic nanoparticles”, Communications in Physics 21, 235-243 Le Thi Hong Lien, Vu Ngoc Tuoc and Nguyen Thi Thuong, (2012), “Density functional based tight binding study on wurtzite ZnS nanowires”, Communications in Physics 22, 317-326 Vu Ngoc Tuoc , Tran Doan Huan , and Le Thi Hong Lien, (2012), “Modeling study on the properties of GaN/AlN core/shell nanowires by surface effect suppression”, Phys Status Solidi B 249, 1241–1249 Vu Ngoc Tuoc , Tran Doan Huan , and Le Thi Hong Lien, (2014), “Impact of Surface on the d0 Ferromagnetism of Lithium-Doped Zinc Oxide Nanowires”, Ieee transactions on magnetics 50, 317-326 Vu Ngoc Tuoc, Tran Doan Huan, Nguyen Viet Minh, Le Thi Hong Lien, (2014), “First-Principles Study on Crystal Phase Superlattice Nanowires Heterostructures”, Journal of Physics 537, DOI:10.1088/1742-6596/537/1/012002 Le Thi Hong Lien, Vu Ngoc Tuoc, Nguyen Viet Minh, and Tran Doan Huan, (2014), “A first principles study on electronic and magnetic properties of defects in ZnO/GaN core-shell nanowire heterostructures”, Communications in Physics 24, 127-135 150 ... t i cấu trúc bề mặt giao diện l n tính chất sắt từ 17 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẬT LIỆU VÀ CÁC CẤU TRÚC NANO BÁN DẪN THẤP CHIỀU 1.1 Các cấu trúc quan tâm luận án - cấu trúc thấp chiều Trong. .. TỔNG QUAN VỀ CÁC VẬT LIỆU VÀ CÁC CẤU TRÚC NANO BÁN DẪN THẤP CHIỀU…………………………………………………………………………………… 18 1 C c cấu trúc quan tâm luận n - cấu trúc thấp chiều…………………………… 18 1 Sơ lƣợc c c cấu trúc thấp... n đoạn hay hàm 1.1.2 Sơ lƣợc cấu trúc dị chất Một loại cấu trúc đƣợc đề cập nhiều luận n c c cấu trúc dị chất (heterostructure) Một cấu trúc b n dẫn dị chất cấu trúc hình thành loại b n 22 dẫn