نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حمیدرضا البرزنیا ¹
• سیدتقی محمدی ²

¹ 1. گروه فیزیک، دانشکدة علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه، کرمانشاه 2. گروه فیزیک، مرکز علوم‌ پایه، دانشگاه پدافند هوایی خاتم‌الانبیاء (ص)، تهران

² 2. گروه فیزیک، مرکز علوم‌ پایه، دانشگاه پدافند هوایی خاتم‌الانبیاء (ص)، تهران

چکیده

با استفاده از نظریة تابع چگالی بر پایة محاسبات اولیه، در این مقاله نانو ساختار جدید دی سولفید ژرمانیوم (GeS₂) معرفی می‌شود. محاسبة انرژی همبستگی نشان می‌دهد که ساختار پیشنهادی از پایداری ترمودینامیکی خوبی برخوردار است. همچنین محاسبۀ نمودار پاشندگی فونونی به‌ وسیلة نرم‌افزار کوانتوم اسپرسو، پایداری دینامیکی این ترکیب را تأیید می‌کند. نتایج محاسبات نشان می‌دهد که دی سولفید ژرمانیوم، یک نیمرسانا با گاف انرژی غیر مستقیم حدود 9/0 الکترون ولت است که با اعمال تنش و کرنش دو محوره قابل تنظیم است. محاسبات نوری نشان می‌دهد که نانو ساختار پیشنهادی در ناحیۀ مرئی در برابر تابش فرودی، میزان جذب و بازتاب بسیار کمی را از خود نشان می‌دهد، این در حالی است که این ماده در ناحیة فرابنفش موج الکترومغناطیسی نه‌تنها جاذب خوبی است، بلکه بازتابش نسبتاً بالایی هم دارد. این خاصیت مبین آن است که این نانو ساختار می‌تواند در ساخت ابزارهای نوری و به ‌طور خاص در ساخت حفاظ نور فرابنفش مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• نظریة تابع چگالی
• دی سولفید ژرمانیوم
• خواص الکترونیکی
• خواص نوری

عنوان مقاله [English]

Investigation of electronic and optical properties of novel graphene-like GeS2 monolayer by density function theory

نویسندگان [English]

• H R Alborznia ¹
• S T Mohammadi ²

¹ 1. Department of Physics, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran 2. Department of Physics, Center of Basic Science, Khatam ol-Anbia (PBU) University, Tehran, Iran

² 2. Department of Physics, Center of Basic Science, Khatam ol-Anbia (PBU) University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Electronic and optical properties of pentagonal GeS₂ monolayer are investigated by first principles calculations in the framework of the density functional theory. The stability of the nanostructure is confirmed by cohesive energy calculation, as well as phonon dispersion calculation. The electronic properties simulation indicates that GeS2 monolayer is an indirect band gap semiconductor with a band gap of about 0.9 eV. Furthermore, the optical properties investigation reveals that the material exhibits a very low absorption and reflectivity in visible region of the electromagnetic spectrum. However, it has a considerable absorption and reflectivity in the ultra violet region. The results of this study, therefore, suggest that the considered structure has a good potential application in the  new generation of opto-electronic devices, especially as a UV protection layer.

کلیدواژه‌ها [English]

• graphene-like structures
• density functional theory
• GeS2 monolayer
• electrical properties
• optical properties