جدیدترین نانوساختارهای پنج ضلعی تک لایه: اصول اولیه محاسباتی

Abstract

در این مقاله، خواص الکترونی و اپتیکی سه نمونه از جدیدترین ساختارهای پنج ضلعی تک لایه شامل C4B2، C2B4 و C2N4 بر مبنای نظریۀ تابعی چگالی (DFT) و با اجرای کد محاسباتی Wien2k مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش خواص الکترونی، با رسم ساختار نواری و منحنی های چگالی حالت های کلی و جزئی، این نتایج حاصل شد که این ساختارها از نظر الکترونی، به ترتیب با داشتن گاف انرژی ای در حدود 0.2، 1.2 و 3.1 الکترون-ولت در گروه نیم رساناها دسته بندی می شوند. همچنین، در بخش خواص اپتیکی نیز، تعدادی از پارامترهای اپتیکی مانند ثابت دی الکتریک، تابع اتلاف انرژی و بازتاب پذیری برای این ترکیبات مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج محاسبات اپتیکی نشان می دهند که در قطبش میدان الکتریکی در راستای x گاف اپتیکی با گاف نواری همخوانی داشته و نیز انرژی پلاسمونی مطابقت بیشتری با مدل الکترون آزاد دارد. همچنین تعداد مؤثر الکترون ها در انرژی حدود 15 الکترون-ولت برای این ترکیبات به ترتیب معادل با 21، 20 و 20 الکترون به دست آمد که در مقایسه با تعداد الکترون های آزاد به علت جایگزیدگی تعدادی از آن ها کمتر است.