بررسی ویژگی ساختاری و الکترونی گرافن دولایه پیچ خورده با ناخالصی مس به عنوان حسگر اکسیژن

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

2 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران.

doi
چکیده

گرافن دو لایه پیچ­خورده هنگامی تشکیل می­ شود که دو لایه گرافن در یک زاویه کوچک پیچ­ خورده باشند. در این مقاله ساختار الکترونی، مکانیسم جذب، چگالی حالات الکترونی، چگالی حالات جزئی، فرایند انتقال بار، ساختار نواری و زمان بازیابی گرافن دو لایه پیچ­خورده با و بدون ناخالصی مس برای شناسایی اکسیژن مورد بررسی قرار گرفته است. تغییرات انرژی، انرژی جذب، افزایش سطح زیر نمودارهای چگالی حالات الکترونی موید افزایش ویژگی حسگری گرافن دو لایه پیچ­ خورده با ناخالصی مس است. همچنین، نتایج نشان داد  نیم­ رسانای گرافن دو لایه پیچ ­خورده با ناخالصی مس با جذب اکسیژن ویژگی رسانایی پیدا می­ کند. از سوی دیگر، نتایج محاسبه شده برای زمان بازیابی گرافن دو لایه پیچ­ خورده با ناخالصی مس نشان می­ دهد، جذب اکسیژن بر این ساختار ثبات بیشتری در مقایسه با گرافن دو لایه پیچ­ خورده دارد. بر این اساس ترکیب گرافن دو لایه پیچ­ خورده با ناخالصی مس برای کاربردهای حسگری در دماهای بالاتر از دمای اتاق و گرافن دو لایه پیچ­ خورده در دماهای کمتر از دمای اتاق معرفی می ­شوند. دمای کاری حسگر اکسیژن برای گرافن دو لایه پیچ خورده 60 کلوین با زمان کاری 28 ثانیه و برای گرافن دو لایه پیچ خورده با ناخالصی مس1600 کلوین با زمان کاری 118 ثانیه بدست آمد