مقایسه ویژگی های مکانیکی، نوری و انتقال الکترونی دو فاز همسانگرد و ناهمسانگرد بوروفسفین

در این پژوهش، ویژگی­های مکانیکی، نوری و انتقال الکترونی دو فاز از بوروفسفین گرافین­گونه با استفاده از نظریه تابعی چگالی بررسی و مقایسه می­شود. بوروفسفین گرافین­گونه، ساختاری لانه زنبوری با نسبت­های مساوی از اتم­های بور و فسفر است که در دو فاز همسانگرد و ناهمسانگرد معرفی شده است. به این منظور ساختار نواری، چگالی جزیی حالات الکترونی، مدول­های یانگ، نسبت­های پواسون، تابع دی­الکتریک و مشخصه­های جریان- ولتاژ محاسبه و مقایسه می­شوند. نتایج نشان می­دهد که فاز ناهمسانگرد بوروفسفین گرافین­گونه، یک شبه­فلز و فاز همسانگرد آن، یک نیمه رسانا با گاف انرژی مستقیم ۹/۰ الکترون ولت است. همچنین مدول یانگ برای هر دو فاز در راستای زیگزاگ و آرمچیر بلور بیشترین و نسبت پواسون در این دو راستا، کمترین مقادیر را دارند. ویژگی­های نوری این دو ساختار شامل طیف اتلاف انرژی، ضریب شکست، ضریب خاموشی، رسانندگی نوری و ضریب بازتابش برای میدان­های الکتریکی موازی و عمود بر سطح دو نانولایه مورد مطالعه با تقریب فاز تصادفی از قسمت­های حقیقی و موهومی تابع دی­الکتریک به دست می­آیند. انرژی پلاسمون­ها برای فاز ناهمسانگرد ۲۴/۲ و ۸۸/۸ الکترون ولت در راستای آرمچیر و ۰۱/۹ الکترون ولت در راستای زیگزاگ و برای فاز همسانگرد، ۳۸/۳ و ۱۲/۹ الکترون ولت در هر دو راستا به دست آمده­است. هر دو فاز در مقابل نور مرئی قطبیده در راستای عمود بر بلور، شفاف بوده و میزان بازتاب و جذب آنها صفر است. با توجه به عبور/ جذب/ بازتابش گزینشی موج الکترومغناطیسی در دو بلور مورد مطالعه، این ماده به عنوان گزینه­ای مناسب در ساخت ادوات نانوالکترونیک نوری پیشنهاد می­شود. در ویژگی های انتقال الکترونی فاز همسانگرد، رفتار اهمی و همسانگردی در مشخصه جریان- ولتاژ پس از ولتاژ سوییده آستانه ۹/۰ ولت مشاهده می­شود. با توجه به سرعت فرمی بالای حامل­های بار در فاز ناهمسانگرد بوروفسفین ( )، این ماده قابلیت استفاده در ادوات نانوالکترونیکی را خواهد داشت.

Keywords:

بوروفسفین گرافین‎‎گونه , نظریه تابعی چگالی , مدول یانگ , تابع دی‎ ‎الکتریک , انتقال الکترونی