بررسی اثر کرنش فشاری بر خواص الکترواپتیکی نانو ساختار دو بعدی پنتاگرافن بر اساس نظریه تابع چگالی

البرزنیا, حمیدرضا; حسینی مرادی, سید علی

نویسندگان

¹ گروه فیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

² استادیار-گروه فیزیک-دانشگاه پدافند هوایی-تهران- ایران

چکیده

در این مقاله ، پژوهشی نوین بر اساس تئوری تابعی چگالی (DFT)، و شبیه سازی محاسبات اصول اولیه، برای بررسی اثرات کرنش فشاری عمودی بر روی خواص نانو ساختار دو بعدی پنتاگرافن میباشد. ،در ابتدا، با هدف اعتبارسنجی نتایج این تحقیق ، خواص ساختاری و الکترونی پنتا گرافن در حالت بهینه بررسی گردیده که نتایج حاصل تطابق خوبی با تحقیقات پیشین را نشان میدهد. بررسی خواص الکترونی پنتا گرافن تحت شرایط کرنش فشاری، نشاندهنده تغییر گاف نوار انرژی از حالت غیر مستقیم به مستقیم می باشد. همچنین بررسی خواص اپتیکی این نانو ساختار دو بعدی تحت شرایط کرنش فشاری مطابقت رفتارهای نوری و الکترونی این نانوساختار را نشان میدهد. با توجه نتایج به‌دست‌آمده در این پژوهش نانو ساختار دو بعدی پنتاگرافن را می توان به عنوان یک ماده مناسب برای طراحی دستگاه های الکترواپتیکی معرفی نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مواد پیشرفته (نانو مواد،جاذب، چسبنده‌ها، لغزنده‌ها، آتش‌گیرها و...)

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of compressive strain on the electro-optical properties of the two-dimensional penta-graphene nanostructure in the base of Density Function Theory

نویسندگان [English]

Hamidreza Alborznia ¹
Seyed Ali Hosseini Moradi ²

¹ Department of Physics, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran

² Assistant Professor - Department of Physics - Air Defense University - Tehran - Iran

چکیده [English]

In this article, new research is based on density functional theory (DFT), and simulation of first-principles calculations, to investigate the effects of vertical compressive strain on the properties of two-dimensional penta-graphene nanostructure. First, to validate this research's results, the structural and electronic properties of penta-graphene were investigated in the optimal state, and the results show a good agreement with previous research. Investigating the electronic properties of penta-graphene under the conditions of compressive strain indicates the change of the energy band gap from indirect to direct. Also, the examination of the optical properties of this two-dimensional nanostructure under compressive strain conditions shows the compatibility of this nanostructure's optical and electronic behaviors. According to the results obtained in this research, the two-dimensional nanostructure of penta-graphene can be introduced as a suitable material for the design of electro-optical devices.

کلیدواژه‌ها [English]

Density Function Theory
Two-dimensional penta-graphene nanostructure
Electrical properties
Optical properties

مراجع

[1] Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V et al 2004 Science 306 666

[2] Okada S 2008 Phys. Rev. B 77 041408

[3] Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Katsnelson M I, Grigorieva I V et al 2005 Nature 438 197

[4] Balendhran S, Walia S, Nili H, Sriram S and Bhaskaran M 2015 Small 11 640

[5] Zhang S, Zhou W, Ma Y, Ji J, Cai B, Yang S A et al 2017 Nano Lett. 17 3434

[6] Althib H, Flemban T H, Aljameel A I, Mera A, Ashiq MGB, Mahmood Q et al 2021 Bull. Mater. Sci. 44 254

[7] Lopez-Bezanilla A and Littlewood P B 2015 J. Phys. Chem.C 119 19469

[8] Benidris M, Aziz Z, Khandy SA, Terkhi S, Ahmad M A, Bouadjemi B et al 2021 Bull. Mater. Sci. 44 221

[9] Zhou W, Guo S, Zhang S, Zhu Z, Song X, Niu T et al 2018 Nanoscale 10 3350

[10] Alborznia H, Naseri M and Fatahi N 2019 Optik 180 125

[11] Alborznia H, Amirian S and Mohammadi S T 2021 Journal of Research on Many-body Systems 11 1

[12] Wakhare S Y and Deshpande M D 2019 Bull. Mater. Sci. 42 206

[13] Alborznia H R and Mohammadi S T 2021 Bull. Mater. Sci. 44 180

[14] Celik F A 2022 Bull. Mater. Sci. 45 108

[15] Alborznia H R and Mohammadi S T 2020 Iran. J. Phys. Res. 20 259

[16] Alborznia H and Mohammadi S T 2022 Indian J. phys. 32 2

[17] Tayran C, Caglayan R, Mogulkoc Y, Cakmak M and Alkan B 2021 J. Elec. Mater. 50 6253

[18] Ram B and Mizuseki H 2018 Carbon 137 266

[19] Hoat D M, Amirian S, Alborznia H, Laref A, Reshak A H and Naseri M 2021 Indian J. Phys 95 2365

[20] Alborznia H, Naseri M and Fatahi N 2019 Superlattice Microstruct. 133 106217

[21] Alborznia H 2022 Surf. Rev. Lett. 29 2250078

[22] Zhang S, Zhou J, Wang Q, Chen X, Kawazoe Y, Jena P, 2015 Proceedings of the National Academy of Sciences 112 2372-2377.

[23] Rajbanshi B, Sarkar S, Mandal B, Sarkar P, Carbon, 2016 100 118-125.

[24] Blaha P, Schwarz K, Madsen Georg K H, Kvasnicka D, Luitz J, Laskowski R et al 2013 An augmented planeWave+local orbitals program for calculating crystal properties (revised edition) WIEN2k 13.1 (release 06/26/2013) Wien2K users guide, ISBN 3-9501031-1-2J.P.

[25] Perdew J P, Burke K and Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett.77 3865

[26] Monkhorst H J and Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 5188

[27] Ehrenreich H and Cohen M H 1959 Phys. Rev. 115 786

[28] Birch F 1986 J. Geophys. Res.: Solid Earth 91 4949

[29] Saleh B E A and Teich M C 1991 Fundamentals of Photonics, Wiley, New York, Chapter 15 542

[30] Abt R, Ambrosch-Draxl C and Knoll P 1994 Physica B: Condens. Matter 194–196 1451

مجله دفاع هوافضایی

بررسی اثر کرنش فشاری بر خواص الکترواپتیکی نانو ساختار دو بعدی پنتاگرافن بر اساس نظریه تابع چگالی

مراجع

مراجع

دوره 1، شماره 4 - شماره پیاپی 4
اسفند 1401
صفحه 1-11

بررسی اثر کرنش فشاری بر خواص الکترواپتیکی نانو ساختار دو بعدی پنتاگرافن بر اساس نظریه تابع چگالی

مراجع

مراجع

دوره 1، شماره 4 - شماره پیاپی 4اسفند 1401صفحه 1-11

دوره 1، شماره 4 - شماره پیاپی 4
اسفند 1401
صفحه 1-11