فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقاله حاضر به بررسی رفتار الکترونیکی و نوری سولفید گالیم تک‌لایه، به عنوان ماده مونوکالکوژنید فلزات واسطه، آلائیده با اتم‌های گروه چهارم و پنجم جدول تناوبی می‌پردازد. محاسبات در بسته نرم‌افزاری سیاستا و مبنی بر نظریه تابعی چگالی، با استفاده از تابع همبستگی تبادلی و تقریب شیب تعمیم یافته صورت گرفته است. آنالیز ساختار الکترونیکی این ماده نشان می‌دهد تک‌لایه سولفید گالیم خالص دارای شکاف نوار eV 3/2 و غیرمستقیم می‌باشد. به منظور بررسی اثرات ناخالصی بر روی این ساختار، اتم‌های ناخالصی گروه‌های 4 و 5 در موقعیت اتم گوگرد و گالیم اعمال شدند. غلظت ناخالصی ساختارهای آلائیده 14/1% می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند حضور این ناخالصی بسته به نوع اتم ناخالصی و قرارگیری در موقعیت مکانی، منجر به گذاری از ماهیت نیمه‌هادی به فلز، نیمه‌هادی غیرمستقیم به مستقیم و یا حالت غیرمغناطیسی به مغناطیسی در این ساختار می‌گردد. بطوری‌که به‌عنوان نمونه بکارگیری اتم ناخالصی Sb در موقعیت اتم گوگرد منجر به مغناطیسی شدن ماده و مستقیم شدن شکاف انرژی نیمه‌هادی می‌شود، در حالیکه جایگزینی آن با اتم گالیم ماهیت نیمه‌هادی بودن ساختار با شکاف نوار غیرمستقیم را با انرژی شکاف کمتر حفظ می‌کند. علاوه بر خواص الکترونیکی، خواص نوری ساختار آلائیده نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهند ساختار GaS تک‌لایه آلائیده با عناصر گروه چهارم و پنجم راهی را برای کاربردهای نانو الکترونیک، الکترونیک نوری و اسپینترونیک باز می‌کند.