Početak projekta: 1.10.2025.

Cinkov sulfid (ZnS) i cinkov oksid (ZnO), poluvodiči II-VI klase širine energetskog pojasa, danas imaju ključnu ulogu u suvremenoj tehnologiji. ZnS se ponajprije koristi u optoelektronici (npr. luminescentni zasloni, itd.) i infracrvenoj optici (termalno snimanje, itd…), te služi kao prozirni sloj u solarnim ćelijama. ZnO se koristi u području prozirnih vodljivih oksida (npr. ZnO dopiran za zaslone/solarne ćelije), UV-optoelektronike (LED diode, razni detektori) i piezoelektričnih uređaja (npr. senzori), uz primjenu u biomedicini. ZnS dominira u području infracrvenih sustava i zaslona, dok se ZnO ističe svojom svestranošću u raznovrsnim multifunkcionalnim aplikacijama. Njihove razlike u strukturi igraju ključnu ulogu u razvoju i unapređenju suvremene tehnologije. Glavni cilj ovog projekta je istražiti strukturalnu i termodinamičku stabilnost politipova ZnS (sfaleritna struktura) odnosno ZnO (vurcitna struktura) primjenom računalnih metoda koje se temelje na teoriji gustoće funkcionala (DFT). Primjenom teorije funkcionala gustoće (DFT) uz pomoć računalnih sustava visokih performansi provest će se atomističke simulacije za predviđanje ravnotežnih struktura (politipova) ZnS/ZnO heterostruktura i njihovih svojstava (npr. tvrdoća, el. vodljivost, itd.). Ova metodologija omogućuje ab initio dizajn međufaznih i metastabilnih faza, uključujući još ne sintetizirane konfiguracije. Nadalje, ova studija nastoji razjasniti ulogu pogrešaka sljedova slaganja atoma, međufaznog naprezanja i elektronske interakcije u stabilizaciji ovih kompleksnih heterostruktura, pružajući uvide u njihove potencijalne primjene npr. u optoelektronici, itd. Konačno, sljedeća pitanja bit će sustavno istražena unutar ovog projekta: (i) uloga i utjecaj kisikovih primjesa na stabilnosti granica dvojnikovanja, (ii) uloga atoma željeza u sljedovima slaganja kristalne rešetke, i (iii) stabilnost granica dvojnikovanja uz prisutnosti sumpora ili kisika, analizirana kroz kemijski potencijal i entalpiju .