صفحه اصلی | ان آر تی سی | صفحه اصلی<

09392522438  
   EN | FA

خواص الکترونی نانونوارهای زیگزاگ

سه شنبه, 21 آبان 1398 ساعت 00:38
خواندن 329 دفعه

خواص الکترونی نانونوارهای زیگزاگ


محاسبات مبتنی بر رهیافت DFT در مورد نانوریبون های زیگزاگ نشان می دهد که چگالی حالت های (DOS) آنها در اطراف تراز فرمی نسبتا زیاد و نیمه پر می باشد که منجر به پدیده ای به نام ناپایداری استونر شده و باعث به وجود آمدن خواص مغناطیسی در این نانوریبون ها می گردد [1]. به کمک محاسبات اسپینی در رهیافت DFT محققین مشاهده کردند که در هر یک از لبه های زیگزاگ این نانوریبون ها خواص فرومغناطیسی داشته و جهتگیری اسپینی در دو لبه کاملا در خلاف هم می باشد. همچنین روند تغییرات گاف نواری با افزایش عرض نانوریبون های گرافنی زیگزاگ تقریبا مشابه نوع آرمچیر، روند کاهشی دارد (شکل-1) [2].

 

 

 

Zigzag nanoribbon band structure
شکل-1: ساختار نواری نانوریبون زیگزاگ Nz=12 و روند کاهشی گاف نواری این نانوریبون ها با افزایش عرض ریبون (نقاط مشکی گاف مستقیم نانوریبون های زیگزاگ را نشان می دهند).


در نمودار چگالی بار شکل-1 به خوبی مشاهده می شود که ممان اسپینی بر روی اتم های کربن اطراف لبه های نانوریبون های زیگزاگ توزیع شده است و اختلاف انرژی بین لبه ها با افزایش پهنای ریبون بیشتر می شود. به عنوان مثال این اختلاف انرژی برای نانوریبون های زیگزاگ Nz=9 تقریبا 20 meV بوده در حالی که برای نانوریبون Nz=16 به 24 meV افزایش پیدا می کند. یانگ لی و همکارانش به کمک تقریب GW به محاسبه ی گاف نواری نانوریبون های زیگزاگ پرداختند که نتیجه ی این محاسبات همانند آنچه درباره ی نانوریبون های آرمچیر گزارش شده است، روند مشابه رهیافت DFT را داشته اما مقدار گاف حدودا 1 eV بزرگتر از آنچه در DFT محاسبه شده، بدست آمده است (شکل-2).

High spin band and low spin band

شکل-2: گاف نواری اسپین بالا و اسپین پایین بدست آمده برای نانوریبون های زیگزاگ به دو روش DFT با تقریب LSDA و تقریب GW.


بر اساس این نتایج به خوبی دیده می شود که نتایج بدست آمده با روش DFT از نظر کیفی کاملا با تقریب GW همخوانی دارد و به کمک نتایج آن می توان به درستی فیزیک پدیده ی در حال وقوع در نانوریبون های گرافنی را تحلیل نمود، اما آنجا که پای اندازه گیری های دقیق به میان می آید تقریب GW راهگشا خواهد بود.

 

References

[1] M. Wu, X. Wu, Y. Gao, X.C. Zeng, Applied Physics Letters, 94 (2009) 223111.

[2] Y.-W. Son, M.L. Cohen, S.G. Louie, Physical review letters, 97 (2006) 216803.

نظرات


تصویر امنیتی تصویر امنیتی جدید

7 روز هفته، 24 ساعته پاسخگوی شما هستیم

social 16social 13social 09 social 05