مقاله پژوهشی: بررسی ویژگی های ترموالکتریکی دینامیکی، الکترونی و اپتیکی تک لایه C۳N با استفاده محاسبات اصول اولیه

در این مقاله با استفاده ازمحاسبات اصول اولیه در چارچوب نظریه­ی تابعی چگالی بررسی ویژگی­های ترموالکتریکی، فونونی، الکترونی و اپتیکی تک لایه C۳N توسط کد محاسباتی Wien۲K  پرداخته شده است. مطالعه­ی ویژگی­های الکترونی رفتار نیمه­رسانایی غیر مغناطیسی با شکاف غیرمستقیم با مقدار ۵/۰الکترون ولت را برای این ساختار دوبعدی نشان می دهد. همچنین، ویژگی­های نوری از جمله تابع دی الکتریک، بازتاب، تابع اتلاف انرژی، ضریب جذب و هدایت نوری محاسبه می شوند. ویژگی­های اپتیکی نیز نشان دهنده­ی ناهمسانگردی اپتیکی تک لایه C۳N برای دو راستای x وz است، که با توجه به نمودار ضریب شکست منجر به ایجاد ویژگی­ دوشکستگی در این ساختارمی شود، که یک پارامتر کلیدی برای عملکرد نوری خطی این ترکیب است. نتایج یک درک اساسی از طراحی ساختارهای کامپوزیتی مورد استفاده در دستگاه های نانو بر اساس مواد پیشرفته دو بعدی ارائه می دهد. دیاگرام پاشندگی فونونی با استفاده از رهیافت پاسخ خطی در امتداد نقاط پرتقارن محاسبه می گردد. نتایج نشان دهنده نبود مدهای منفی در طیف فونونی است که بیان می کند ساختار به صورت دینامیکی در تعادل قرار دارد. بررسی ویژگی­های ترموالکتریکی تک لایه C۳N با استفاده نظریه نیمه­کلاسیکی بولتزمن نشان می­دهد که این تک لایه در دمای اتاق و دماهای پایین­تر از دمای اتاق دارای ضریب ارزشی (ZT) نزدیک به یک است. در نتیجه می­تواند به عنوان گزینه­ ای برای کاربردهای ترموالکتریکی مطرح گردد.

Keywords:

نظریه تابعی چگالی , ویژگی های اپتیکی , تک لایه C۳N , نیمه رسانا