مقایسة ویژگی‌های مکانیکی، نوری و انتقال الکترونی دو فاز همسانگرد و ناهمسانگرد ‏بوروفسفین

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکدة‎ ‎علوم پایه، واحد اسلامشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اسلامشهر، ایران

doi
10.47176/ijpr.20.4.11149
چکیده

در این پژوهش، ویژگی­های مکانیکی، نوری و انتقال الکترونی دو فاز از بوروفسفین گرافین­گونه با استفاده از نظریة 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 9/0 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 نانولایة مورد مطالعه با تقریب فاز تصادفی از قسمت­های حقیقی و موهومی تابع دی­الکتریک به دست می­آیند. انرژی پلاسمون­ها برای فاز ناهمسانگرد 24/2 و 88/8 الکترون ولت در راستای آرمچیر و 01/9 الکترون ولت در راستای زیگزاگ و برای فاز همسانگرد، 38/3 و 12/9 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 ویژگی‌های انتقال الکترونی فاز همسانگرد، رفتار اهمی و همسانگردی در مشخصه جریان- ولتاژ پس از ولتاژ سوییدة آستانه 9/0 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.