پیش‌یابی و بررسی خواص ساختاری و الکترونوری نانو ساختار دوبعدی سولفور دی فسفید ژرمانیوم به روش نظریه تابع چگالی

Abstract

در این مقاله، نانو ساختار دوبعدی جدیدی به نام سولفور دی فسفید ژرمانیوم (GeP2S) مبتنی بر نظریۀ تابعی چگالی پیش‌یابی شده است. علاوه بر بررسی پایداری استاتیکی و دینامیکی، خواص ساختاری این تک لایه دوبعدی نیز با ساختارهای مشابه پیشین مقایسه گردیده است. یافته‌های تحقیق مبین پایداری قابل قبول تک لایۀ پیشنهادی نسبت به ساختارهای مشابه می‌باشد. جنبه‌های الکترونی این تک لایه در حالت بهینه با دو روش تقریب تابع هیبریدی HSE06)) و تقریب شیب تعمیم‌یافته (GGA-PBE) بررسی و ارائه گردیده است. بررسی خواص الکترونی این نانوساختار را به عنوان یک نیم‌رسانای غیرمستقیم با گاف انرژی 367/1 الکترون‌ولت با تقریب HSE06 و 688/0 الکترون‌ولت با روش تقریب PBE-GGA معرفی می‌نماید. مطالعۀ خواص نوری از قبیل تابع دی الکتریک مختلط، جذب، بازتابش و هم‌چنین چگالی حالت های مشترک نوری توافق گاف نوری با گاف الکترونی این تک لایۀ دوبعدی را به ویژه در روش تقریب HSE06 نشان می دهد. هم‌چنین با استناد به یافته‌های نظری این تحقیق، باتوجه به میزان جذب نسبتاً بالا و بازتاب بسیار کم در ناحیۀ طیف مرئی در محدوده 1 الی 5 الکترون ولت، در صورت سنتز این نانوساختار پیشنهادی را می توان برای کاربردهای نوری به‌ویژه در دستگاه‌های انرژی خورشیدی مناسب دانست.

Keywords

• نظریۀ تابعی چگالی
• تک لایۀ سولفور دی فسفید ژرمانیوم (gep2s)
• نانوساختار دوبعدی
• خواص الکترونی
• خواص نوری