بررسی خواص الکترونی، اسپینترونیکی و ترموالکتریکی ساختار مولکولی حلقه بنزن محدود شده بین دو نانونوار گرافینی در حضور زیرلایه فرومغناطیس
نویسندگان
1 مرکز تحقیقات فناوری های کوانتومی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 دانشکده گروه فیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول،خوزستان ، تهران، ایران
3 گروه فیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول،خوزستان، ایران
doi
چکیده
در این پژوهش، به بررسی و مطالعه خواص الکترونی، اسپینترونیکی و ترموالکتریکی ساختار یک مولکول بنزن و دو لایه مثلثی شکل گرافینی که بین دو نانونوار گرافینی نیمه بینهایت محدود شده اند، پرداخته میشود. فرض کرده ایم در اثر وجود یک زیر لایه فرومغناطیس در ناحیه وسط پتانسیل تبادلی به الکترون ها اعمال میشود و در نتیجه تبهگنی بین حالت های مختلف اسپینی شکسته می شود. همچنین یک پتانسیل گیت خارجی از بالا بر ناحیه پراکندگی اعمال شده است. فرض شده پتانسیل بایاس بین دو سر نمونه اعمال نشده و در عوض اختلاف دمای 20 کلوین بین دو سر ساختار باعث ایجاد جریان خواهد بود. مقاله حاضر با استفاده از روش تنگ بست به بررسی خواص ترموالکتریکی این سیستم اختصاص یافته و نتایج نشان می دهند ضریب سیبک برای هر دو حالت اسپین مقدار قابل توجهی خواهد داشت. ضریب شایستگی برای الکترونهای با اسپین بالا و پایین از یکدیگر متفاوت بوده و برای اسپین پایین نسبت به حالتی که پتانسیل تبادلی وجود نداشته باشد افزایش ضریب شایستگی تا پانزده برابر نیز مشاهده شد. بر اساس نتایج بدست آمده، جریان الکتریکی وابسته به اسپین بین یک تا دو نانوآمپر برای حالت اسپینی بالا و بین هفت تا هشت نانو آمپر برای حالت اسپینی پایین خواهد بود. این در حالیست که بدون حضور پتانسیل تبادلی جریان وابسته به اسپین تا هزار برابر ضعیفتر است. در مورد جریان عبوری بدون ولتاژ بایاس، نتایج نشان میدهند که ساختار پل مولکولی مورد بررسی، در حضور پتانسیل تبادلی مغناطیسی، خاصیت فیلتری دارد. این پل مولکولی میتواند به عنوان یک فیلتر عمل کند که جریان با اسپین پایین یا بالا را بصورت انتخابی و بسته به ناخالصی معرفی شده عبور میدهد. در نتیجه، ساختار مولکولی مورد بررسی به عنوان یک پل ترموالکتریک با خواص منحصر به فرد و قابل تنظیم برای کاربردهای الکترونیکی مورد توجه قرار گرفته است.
