نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

• مصطفی رزم آرا ¹
• حکیمه محمدپور ²
• آرش فیروزنیا ³

¹ دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

² عضو هیات علمی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

³ گروه فیزیک، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

در این پژوهش، خواص ساختاری، الکترونیکی و ترابرد الکترونی صفحات نیترید بور شش‌ضلعی (h-BN) آلاییده با n کربن، با استفاده از نظریة تابعی چگالی (DFT) همراه با فرمول‌بندی تابع گرین غیرتعادلی (NEGF) بررسی شد. همة پیکربندی‌ها از لحاظ نظری امکان‌ تشکیل شدن را دارند، به‌طوری که صفحة h-BN آلاییده با 3C کم‌ترین انرژی تشکیل و بالاترین پایداری را نشان می‌دهد. آلاینده‌های کربنی چندضلعی، ترازهای ناخالصی را در گاف نواری h-BN خالص ایجاد می‌کنند و آن را ازeV ۶/۴ اولیه به eV ۶۶/۲- ۱۲/۱ کاهش می‌دهند. افزایش اندازة چندضلعی، تغییر شکل موضعی شبکه در اطراف مکان‌های آلاییده را افزایش می‌دهد و منجر به ساختار نواری نامتقارن، ترابرد اصلاح‌شده و افزایش ولتاژهای آستانه می‌شود. ساختار h-BN آلاییده با ساختار کربنی 3C، کوچک‌ترین گاف نواری و ساختار h-BN آلاییده با 4C بیش‌ترین گاف را نشان می‌دهد. همچنین، پیکربندی h-BN آلاییده با ساختار کربنی 5C بزرگ‌ترین و صفحة h-BN آلاییده با 3C کم‌ترین نسبت یکسوسازی را نشان می‌دهد. این نتایج نشان می‌دهند که تغییر شکل موضعی ساختار ناشی از آلایش با چندضلعی کربنی، نقش کلیدی در اصلاح ترابرد الکترونی ایفا می‌کند و روشی مؤثر برای طراحی دستگاه‌های نانوالکترونیکی و اپتوالکترونیکی دوبعدی قابل تنظیم مبتنی بر h-BN ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

• نیترید بور
• آلایش کربن
• DFT
• ویژگی‌های ترابرد