نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1. گروه فیزیک، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، صندوق پستی: 1651153311، تهران ـ ایران

2 2. گروه فیزیک، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرمانشاه، صندوق پستی: 6718997551، کرمانشاه ـ ایران

3 . گروه فیزیک، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، صندوق پستی: 1651153311، تهران ـ ایران

چکیده

در این مقاله با استفاده از روش نظریه­ی تابعی چگالی و بسته نرم­افزار (کد) محاسباتی وین2کِی، نانو­ساختار دو­ بعدی جدید ژرمانیم دی سولفید (GeS2)  پیش­یابی شده است. با محاسبه­ی انرژی همدوسی و پاشندگی فونونی با استفاده از نرم­افزار کوانتوم اسپرسو، پایداری ترمودینامیکی و دینامیکی نانوساختار 2GeS تأیید شد. نتیجه­های روش شبیه­سازی نشان داد که تک لایه­ی ژرمانیم دی سولفید یک نیم­رسانا با گاف انرژی غیر­مستقیم حدود 0.9 eV است که با اعمال کشش و کرنش دو بعدی، قابل تنظیم است. محاسبه­های نوری نشان داد که تک لایه­ی پیشنهادی در ناحیه­ی دیدگانی در برابر تابش فرودی، جذب و بازتاب کمی دارد در صورتی که ماده­ی پیش­گفته­ی (GeS2)  در ناحیه­ی فرا­بنفش­، نه تنها جاذب خوبی است بلکه بازتابش نسبتاً بالایی نیز دارد. نتیجه­های این پژوهش نشان داد که نانو­ساختار ژرمانیم دی سولفید می­تواند در ساخت ابزارهای نوری و به ­طور خاص در ساخت حفاظ نور فرابنفش مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Prognosis and investigation of the electrical and optical properties of pseudo graphene GeS2 Nano-structure by the method of density functional theory (DFT)

نویسندگان [English]

  • L F.Matin 1
  • M Naseri 2
  • H H.Bozari 3

چکیده [English]

In this paper, the new Nano-structure of Germanium disulfide (GeS2) was forecasted using Wien2k computing software by the method of density functional theory (DFT). The stability of the nanostructure was confirmed by cohesive energy calculation as well as the phonon dispersion calculation. The results of the simulation approach show that‎ the GeS2 monolayer is an indirect band gap semiconductor with a band gap of about 0.9 eV, which is adjustable by a two-dimensional stretching and strain. Besids, the study of the properties of the optics of GeS2 showes that it has minimal absorption and reflection in the visible region of the electromagnetic spectrum, while the GeS2 in the ultraviolet region of the electromagnetic waves is not only a good absorbent but also has a relatively high reflection. The results of this study suggest that the considered structure (GeS2) has a good application in the new generation of the opto-electronic devices, especially as a UV protection layer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Germanium disulfide (GeS2)
  • Pseudo graphene stracture
  • Density functional theory
  • Electrical & optical properties

 

1.  K.S. Novoselov, et. al. Firsov Science, 306 (5696) (2004) 666–669.

2. Hayk, H. Nersisyan, et al. Chem. Eng. J. 281 (2015) 218- 226.

3. Hyun Jeong, et al. ACS Nano. 9 (2015) 10032-10038.

4. J. Jalilian, M. Safari, Diamond. Rela. Mater, 66 (2016) 163-170.

5. Xia Long, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 53 (2014) 1–6.

6. M. Naseri, J. Jalilian, Materials Research Bulletin, 88 (2017) 49–55.

7. J. Jalilian, Optik, 127 (2016) 12063–12068.

8. H.J. Monkhorst, J.D. Pack, Phys. Rev. B 13 (1995) 5188.

9. F. Birch, J. Geophys, Res. B 83 (1978) 1257–1268.

10. Paolo Giannozzi, et. al, J. Phys. Condens. Matter. 21 (2009) 395502.

11. S. Zhang, et al. Angew. Chem. Int. Edit, 127, (2015) 3155- 3158.

12. Huake Liu, et al. Nano Lett. 16 (6), (2016) 3831–3842.

13. F. Li, et al. Phys. Chem. Chem. Phys., 17, (2015) 24151-24156.

14. P. Blaha, WIEN2k 17.1 (Release 07/03/2017).

15. M. Naseri, et al. Physics Letters A, (2018) 2144-2148(2018).

16. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 3865-3868.

17. H. Ehrenreich, M.H. Cohen, Phys. Rev. 115 (1959) 786-79.