โครงสร้างที่ความดันสูงของอินเดียมฟอสไฟด์คำนวณโดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันนอลความหนาแน่น

Abstract

ในศาสตร์ฟิสิกส์ของแข็งนั้น โครงสร้างที่เสถียรและสมบัติทางกายภาพของของแข็งสามารถเปลี่ยนแปลงโดยผลกระทบจากความดันสูงในระดับจิกกะปาสคาล สารประกอบแบบสองธาตุในกลุ่มหมู่ III-V มีการศึกษาอย่รางแพร่หลายเพื่อที่จะใช้ในการประยุกต์ที่หลากหลายเกี่ยวกับการแปรค่าได้ของความต้านทานของสารกึ่งตัวนำโดยเฉพาะไดโอดเปล่งแสง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเซลล์สุริยะแบบหลายชั้น ในงานวิจัยนี้ สนใจศึกษาสมบัติภายใต้ความดันของสารอินเดียมฟอสไฟด์ซึ่งเป็นสารประกอบแบบสองธาตุในกลุ่มหมู่ III-V สมบัติทางเทอร์โมไดนามิกส์ของสารควบแน่นสามารถคำนวณโดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันนอลความหนาแน่น โครงสร้างสถียรในแต่ละช่วงความดันทำการเปรียบเทียบโดยใช้ค่าเอนทัลปีที่ต่ำทีสุด พลังงานอิสระของโครงสร้างที่สนใจศึกษาจะได้รับจากผลการแก้สมการโคห์นชาม ซึ่งมีพื้นฐานของทฤษฎีฟังก์ชันนอลความหนาแน่น ผลการวิจัยพบว่าผลของการคำนวณที่สภาวะความดันปกติและการเปลี่ยนเฟสครั้งแรกสอดคล้องกับผลการทดลองที่มีอยู่ในงานวิจัยก่อนหน้า อย่างไรก็ตามงานวิจัยนี้ขยายผลจากงานวิจัยอื่น ๆ ก่อนหน้านี้ด้วย ขนาดของปริมาตรหน่วยเซลล์ลดลงภายใต้ความดันที่เพิ่มขึ้น ความเป็นสารกึ่งตัวนำของสารได้กลายเป็นกึ่งโลหะเนื่องจากการเปลี่ยนเฟส

In solid state physics, structural phases and physical properties of solids can be changed by high pressure effect in order to GPa. III-V binary compounds are widely studied in order to use in many applications about varying resistance of semiconductor material, especially light emitting diodes, electronic devices and solar cell multilayers. In this work, InP which is in group of III-V compound was intensively focused for studying high pressure properties. Thermodynamic properties of condensed matter materials can be calculated from density functional theory. Stable phases in each pressure range were compared using minimum enthalpy comparisons. Free energies of an interested structured can be obtained from solving the Kohn-Sham equations which based on density functional theory. It was found that the calculated results at ambient pressure and the 1st phase transition of InP is in good agreement when compared with previous experiments. However, the calculated results are extended from previous studies. Size of InP primitive cell reduces under pressure increasing. Semiconducting properties of InP changed to semimetal due to phase transition.