پیش یابی و بررسی خواص الکتریکی نانو ساختار دو بعدی ژرمانیوم سیلیکون فسفید SiGeP4 بااستفاده از روش ابتدا به ساکن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

در این مقاله نانوساختار دو بعدی ژرمانیوم سیلیکون فسفید(SiGeP2 monolayer) در فاز پنج گوشی با استفاده از محاسبات ابتدا به ساکن مبتنی برنظریه تابعی چگالی و با استفاده از نرم افزارهای Wien2K و Quantum Espresso و Materials Studio پیش یابی شده است و خواص الکتریکی آن مورد بررسی قرار گرفته است. پایداری ترمودینامیکی، دینامیکی و گرمایی این نانو ساختار به ترتیب با محاسبۀ انرژی همبستگی ساختار ، نمودار پاشندگی فونونی و شبیه سازی دینامیک مولکولی تأیید شده اند، این محاسبات نشان می دهند که تک لایه پیش بینی شده از پایداری ساختاری ، دینامیکی و گرمایی بسیار خوبی برخوردار است. نتایج محاسبات نشان می‌دهدکه تک لایۀ ژرمانیوم سیلیکون دی فسفید یک نیم‌رسانا با گاف انرژی غیر مستقیم حدود 95/1 الکترون ولت می‌باشد که با اعمال کشش و کرنش دوبعدی قابل تنظیم می باشد. ویژگی ها امکان استفاده از این ساختار را در ابزارهای الکترونیکی در مقیاس نانو و به طور خاص در حسگرهای الکترو مکانیکی فراهم می کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

First Principles Prediction of 2D SiGeP4 monolayer: Electronic Properties Investigation

چکیده [English]

Since the discovery of graphene in 2004, two-dimensional (2D) materials have attracted vast interest due to their outstanding electronic and optical properties. In 2014, a new carbon allotrope named penta-graphene ids theoritically predicted. The advent of penta-graphene inspired various explorations for new pentagonal 2D nanostructures. In this paper, by using first principles calculations based on density functional theory as implemented in Wien2K, Quantum Espresso, and Material Studio codes, a new two dimensional pentagonal SiGeP2 monolayer is predicted. The structural, kinetic, and thermal stabilities of the newly found monolayer are evaluated and confirmed by cohesive energy computation, phonon dispersion calculation, and first principles molecular dynamic simulations respectively. The electronic properties investigations reveal that the predicted monolayer has a strain tunable indirect band gap of of 2.95 calculated by GGA-PBE level of theory. Through, the presence of a narrow phonon band gap between acoustic and optical modes suggests its application in electrto-mechanical resonators.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 2D nano structure
  • SiGeP4 monolayer
  • Indirect Semiconductor
  • Cohesive Energy
  • Phonon Dispersion
  • Molecular Dynamic