Skip to main content
SUPERVISOR
Farhad Fazileh,Ali akbar Babaeibrojeny
فرهاد فضیله (استاد راهنما) علی اکبر بابائی بروجنی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Narges Farrekiyan
نرگس فرکیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Enhanced Spin-Orbit Effect in Functionalized Kane-Mele Model
Topological insulators are two or three dimensional materials which have insulting bulk and metallic surface states . The metallic surface states of topological insulators have gapless electronic states that are protected by time reversal symmetry . Topological insulators are appropriate to use in spintronic and nano electronic devices , because of spin-orbit coupling and novel electronic and magnetic properties . Graphene is widely considered as a start point in recent carbon-based nanostructure studies . As a result of light atom the spin-orbit coupling in graphene is weak . As we deal with heavier atoms in the structure it may lead to stronger spin-orbit coupling . The strong spin-orbit coupling plays an essential role in the formation of topological phases , therefore adatom absorption could be an effective way to achieve the goal . Topological insulators was first proposed by Kane and Mele on graphene lattice . In this thesis , functional method in Kane-Mele model is used to strengthen the topological phases . Additionally , in this thesis gap structure in Kane-Mele model is studied . The spin-orbit coupling of a 11*11 supercell which made by graphene lattice with one fluorine atom in top position , is calculated . Finally , the Kane-Mele model and functionalizing state are compared . As a result of comparing , we realized that graphene atoms with fluorine atom in top has stronger spin-orbit coupling . These changes have important consequences on the local spectroscopic properties of the adatom and its surrounding atoms and will certainly modify the charge and spin traort properties of the system .
عایق‌های توپولوژیکی دو بعدی (سه بعدی) موادی هستند که حالات لبه‌ای (سطحی) رساناگونه و حالت‌های سطحی (حجمی) عایق دارند. حالت‌های رسانشی در این مواد تا زمانی که تقارن وارونی زمان شکسته نشود حفظ می‌شوند. این‌گونه از عایق‌ها به علت وجود اثر اسپین-مدار و دارا بودن خواص الکترونی و مغناطیسی منحصر به فرد گزینه‌ی کاملی به منظور بررسی پدیده‌های مختلف و بدیع فیزیکی و کاربرد آن‌ها در صنایع نانوالکترونیک و اسپینترونیک می‌باشند. در سال‌های اخیر، گرافین به عنوان نقطه شروع بسیاری از نانوساختارهای پایه کربنی به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است . در گرافین اثر اسپین-مدار به علت وجود اتم‌های سبک ضعیف می‌باشد. سر و کار داشتن با اتم‌های سنگین ممکن است به جفت‌شدگی اسپین-مدار قوی‌تری منجر شود. جفت‌شدگی اسپین-مدار قوی نقشی اساسی در تشکیل فاز توپولوژیکی ایفا می‌کند، بنابراین جذب اتم اضافه می‌تواند راهی موثر برای رسیدن به این هدف باشد. عایق‌های توپولوژیک برای اولین بار توسط کین و ملِ بر روی شبکه‌ی گرافین در حضور تقارن وارونی زمان ارائه شد. در این پایان‌نامه برای تقویت فاز توپولوژیک در مدل کین-ملِ از روش عامل‌دار کردن ساختار استفاده کردیم. هم‌چنین یک ابریاخته از اتم‌های گرافین را در نظر گرفتیم و سپس با قرار دادن اتم فلوئور که از اتم‌های هالوژن است بر روی این صفحه اثر برهم‌کنش اسپین-مدار را بر روی ساختار نوار انرژی مورد تحقیق قرار دادیم. در پایان به مقایسه مدل کین-ملِ و حالتی که آن را عامل‌دار کردیم، پرداختیم. از بررسی نوارهای انرژی این دو حالت دریافتیم که با جذب اتم فلوئور روی صفحه گرافین، اثر جفت‌شدگی اسپین-مدار افزایش می‌یابد. این تغییرات پیامدهای مهمی روی خواص طیفی اتم‌های جذب شده و اتم‌های اطراف آن و همچنین تغییر خواص ترابرد اسپین و بار سیستم دارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی