نام پژوهشگر: پگاه مسکنه

بررسی ویژگی های الکترونی و اپتیکی نانو نوار های اکسید بریلیوم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه رازی - دانشکده علوم 1392
  پگاه مسکنه   علی فتحعلیان

گرافن یکی از نانوساختارهای پرکاربرد در زمینه های مختلفی از جمله حسگری، الکترونیک و غیره می باشد. اخیراً ترکیبات نیمه رسانای دیگری مانند نیتریدبور، کربید سیلیسیم و اکسید برلیوم نیز در این ساختار کریستالی مورد بررسی های تجربی و تئوری دانشمندان قرار گرفته است. در این پروژه با استفاده از محاسبات اصول اولیه در قالب نظریه تابعی چگالی به بررسی خواص الکترونی و اپتیکی تک لایه گرافنی اکسید برلیوم (beo)و همچنین نانونوارهای آن با دو حالت لبه زیگزاگ و آرمچیر پرداخته شده است. معادله بس ذره ای کوهن-شم را با استفاده از روش امواج تخت بهبود یافته خطی همراه با پتانسیل کامل و اوربیتال موضعی (fplapw+lo)بسط داده شده است و همچنین پتانسیل سیستم بس الکترونی به صورت کامل (full potential) در نظر گرفته شده است. برای بسط جمله تبادلی همبستگی از تقریب شیب تعمیم یافته (gga)استفاده کرده ایم. نتایج محاسبات الکترونی نشان می دهند که تک لایه اکسید برلیوم دارای یک گاف انرژی به اندازه 8/5 الکترون ولت است که با نتایج تئوری دیگران در تطابق قابل قبولی قرار دارد. منحنی چگالی حالات الکترونی نشان می دهد که نانونوار اکسید برلیوم در حالت لبه آرمچیر نیمه رسانا بوده و گاف الکترونی آن تقریباً بی تاثیر از پهنای نانونوار می باشد. اما برای نانونوار لبه زیگزاگ نتایج متفاوتی به دست آمد، طوریکه در این حالت سیستم دارای قطبش اسپینی در سطح فرمی بوده و دارای خاصیت فرومغناطیسی می باشد. در بخش دوم به بررسی خواص اپتیکی سیستم های مورد نظر مانند تابع موهومی و حقیقی تابع دی الکتریک، طیف جذب اپتیکی، طیف بازتابش، تابع افت انرژی الکترون، ضریب شکست و رسانایی اپتیکی پرداخته شده است. نانونوارهای لبه آرمچیر از لحاض اپتیکی مانند یک نیمه رسانا رفتار کرده و دارای یک گاف انرژی از مرتبه 5/3 الکترون ولت می باشند. اما طیف های اپتیکی نانونوارهای لبه زیگزاگ به علت وجود باندهای آویزان و خاصیت فرومغناطیسی سیستم شبیه به یک فلز بوده و تابع دی الکتریک آن در محدوده انرژی های پایین به علت وجود گذارهای درون نواری دارای مجانب بوده. نتایج حاصل از این پروژه می تواند کاربردهای بسیار مفیدی در صنعت ساخت قطعات الکترونی در مقیاس نانو و همچنین نانو اسپینترونیک باشد.