مقاله پژوهشی: تأثیر میدان الکتریکی بر خواص الکترونی و اپتیکی گرافن‌دولایه، بورون‌نیترید دولایه و دولایۀ گرافن/بورون‌نیترید

Abstract

در این مقاله با استفاده از نظریۀ تابعی چگالی، تأثیر میدان الکتریکی خارجی را در خواص الکترونی و اپتیکی گرافین دولایه و بورون‌نیترید دولایه و دولایۀ گرافین/بورون­نیترید با چینش AB بررسی کرده‌ایم. بررسی ما نشان می­دهد که ساختار الکترونی تمام این ساختارها در حضور میدان الکتریکی تغییر کرده، گاف انرژی آنان از این طریق کنترل‌پذیر می‌شود. با اِعمال میدان الکتریکی بر ساختار گرافین­دولایه، رابطۀ پاشندگی انرژی آن تغییر نموده و شکل سهموی نوارها در نقطۀ K به شکل جدیدی موسوم به «کلاه مکزیکی» تغییر می­یابد. حضور میدان الکتریکی Ang/V1 موجب افزایش گاف انرژی این ساختار و نهایتاً رسیدن آن به مقدار eV 28/0 می‌شود. با این حال، اِعمال میدان و افزایش شدت آن باعث کاهش گاف انرژی بورون­نیترید دولایه شده، به­نحوی که در حضور میدانی با شدت V/Ang3.5 دچار کاهش 88 درصدی شده و به حدوداً eV 53/0 می­رسد. نهایتاً گذار نیم­رساناـ‌فلز را برای این ساختار در حضور میدان­های قوی­تر شاهد هستیم. گاف انرژی دولایۀ گرافین/بورون­نیترید نسبت به گرافین­دولایه بر اثر اِعمال میدان با شدت کمتری افزایش یافته، همچنین نوارها شکل سهموی خود را در نقطۀ K حفظ می­کنند. در نهایت تأثیر میدان الکتریکی در نمودارهای اپتیکی این ساختارها بررسی شده است. اِعمال میدان الکتریکی خارجی بر این سه ساختار موجب تغییر در شدت و محل قله‌های نمودارهای اپتیکی می‌شود. در بررسی این موضوع، صرفاً تابشی با قطبش متعامد را به­کار گرفته­ایم. به­عنوان پیامد حضور میدان الکتریکی خارجی، افزایش تابع دی‌الکتریک استاتیک برای هر سه ساختار مشاهده می‌شود. همچنین مشاهده می‌شود که اِعمال میدان الکتریکی بر رفتار پلاسمونی سیستم­ها نیز اثر گذار است.

Keywords

• گرافن
• بورون نیترید
• میدان الکتریکی
• تنظیم گاف
• تابع دی الکتریک