مطالعه خواص کشسانی و پیزوالکتریکی مواد دوبعدی شش گوشی ترکیبات دوتایی عناصر گروه III-V بر اساس محاسبات اصول اولیه

Abstract

در این پژوهش، با استفاده از روش امواج تخت در چارچوب نظریه تابعی چگالی، ضرایب مستقل کشسانی، تنش و کرنش پیزوالکتریک در دو حالت یون منجمد و یون واهلش برای هفت مورد از ترکیبات دو بعدی پایدار XY (X:B,Al,Ga,In ; Y:N,P,As,Sb) با ساختار شش گوشی محاسبه شده‎اند. محاسبات ضرایب از روش‎های نظریه تابعی چگالی اختلالی(DFPT) و تغییرات معین (FD) با توافق بسیار خوب صورت گرفته است. در نتایج نشان داده شده است که هفت ترکیب GaN, AlN, BSb, BAs, BP, BN و InN ساختاری لانه زنبوری و قطبیده دارند و این دسته از مواد به دلیل تقارن سه گانه فقط دارای دو ضریب مستقل کشسانی و یک ضریب مستقل تنش یا کرنش پیزوالکتریک می‎باشند. از میان هفت مورد، بیشترین ضرایب کرنش پیزوالکتریک در حالت یون واهلش برای AlN با ضریب d11=3.05 pm/V و InN با ضریب d11=7.01 pm/V برآورد شده است. این گروه از مواد دوبعدی قطبیده که به طور همزمان دارای خاصیت نیمرسانایی و پیزوالکتریکی هستند، کاندیدای خوبی برای کاربرد در شاخه جدید نانوتکنولوژی به نام نانوپیزوترونیک می باشند.