Skip to main content
SUPERVISOR
Ismaeil Abdolhosseini Sarsari,Mojtaba Alaei
اسماعیل عبدالحسینی سارسری (استاد راهنما) مجتبی اعلائی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadreza Mosaferi
محمدرضا مسافری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
Monolayer Gallium sulfide (GaS) was demostrated as promising two-dimensional semiconducting material with considerable band gap. The present work, investigates the band gap modulation of monolayer GaS under biaxial or uniaxial strain by using Density functional theory calculation. We found that monolayer GaS shows an indirect band gap that limits its optical applications. The results show that monolayer GaS has sizable band gap. Under uniaxial strain, a unique behavior of GaS is observed. It shifts from indirect to direct band gap semiconductor. This behavior, allowing applications such as electroluminescent devices and lasre. The detailed reasons for the band gap modulation are also discussed by analyzing projected density of states (PDOS). It indicate that, due to the role of py orbital through uniaxial strain become more significant than others near the Fermi level. The indirect to direct band gap transition happen at "=-10y%. Moreover by investigating the strain energy and transverse response of structure under uniaxial strain, we show that, the monolayer GaS has poission’s ratio of 0.23 and 0.24 in zigzag (x) and armchair (y) directions, respectively. Thus, we conclude that the isotropic nature of mechanical properties under strain.
با توجه به مطالعات گسترده ای که روی مواد دوبعدی و تک بعدی صورت گرفته است، جایگاه این مواد در علوم نظری و تجربی پیوسته در حال افزایش بوده. تا کنون پژوهش های زیادی روی آن ها صورت گرفته و ویژگی های این مواد را از جهات گوناگون (الکترونی، اپتیکی و مکانیکی) مورد بررسی قرار داده اند. این مواد به دلیل اثر محدودیت کوانتومی دارای خواص متفاوتی نسبت به همان ماده در سه بعد هستند. گرافن به عنوان اولین ماده ای که توجهات زیادی را به خود جلب کرد، در سال 2004 برای اولین بار ساختار تک لایه ی آن ساخته شد. به دنبال آن پژوهشگران دسته ی دیگری از مواد را تحت عنوان فلزات واسطه دو کالکوژن معرفی کردند. این مواد بر خلاف گرافن دارای گاف نواری بودند. به سبب وجود گاف نواری در این دسته از مواد، به کارگیری آن ها در ریز پردازنده ها، ترانزیستورهای اثر میدان و برخی ادوات اپتیکی فراهم شد. اخیرا دسته ی دیگری از این مواد معرفی شده اند تحت عنوان تک کالکوژن ها. سولفید گالیوم در این دست از مواد قرار دارد و به دلیل برخی از ویژگی های ذاتی مانند خاصیت پیزوالکتریکی در ساختار تک لایه و نیمه فلزی بودن در ساختار نانو نوار مورد توجه است. این ماده همچون فلزات واسطه دو کالکوژن نیم رسانا می باشد اما گاف نواری آن غیر مستقیم بوده. به همین سبب برخی از کاربردهای آن محدود می شود. در این جا تلاش شده با استفاده از برخی روش های موجود از جمله اعمال کرنش در ساختار تک لایه، و به کار گیری اتم های مختلف در ساختار نانو نوار، انتقال گاف نواری غیر مستقیم به مستقیم را در ساختار تک لایه و نانو نوار مورد بررسی قرار دهیم. کرنش یک ابزار مهم برای مهندسی گاف نواری می باشد. با اعمال کرنش، پارامتر های هندسی ساختار دست خوش تغییر می شوند. این اتفاق باعث می شود بر همپوشانی های اوربیتالی نیز تغییر کند و شاهد تاثیر آن روی ساختار نواری باشیم. همچنین با بررسی ساختار نانو نوار زیگزاگ و دسته صندلی و به کارگیری اتم های مختلف برای خنثی سازی، اثرات لبه ای ترکیب و تاثیر آن روی گاف نواری، امکان انتفال گاف نواری غیر مستقیم به مستقیم را بررسی کردیم.

تحت نظارت وف ایرانی