فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

بررسی اثر تزریق ناخالصی بر ساختار الکترونیکی و ویژگی‌های اپتیکی تک‌لایه تنگستن دی‌سلنید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان
1 گروه مهندسی برق، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران.
2 استاد، گروه مهندسی نساجی و پلیمر، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران.
10.48301/kssa.2026.541666.3288
چکیده
پژوهش حاضر، با بکارگیری اصول اولیه، به مطالعه خواص ساختاری، نوری و مغناطیسی تک لایه‌ تنگستن دی سلنید آلایش یافته با عناصر گروه‌های VIIB، VB، VIIA و VA می‌پردازد. آنالیز ساختار الکترونیکی این مواد نشان می‌دهد سیستم‌های ناخالص شده با گروه VBرفتار نیمه‌هادی نوع Pرا از خود به نمایش می‌گذارند، درحالیکه بکارگیری عناصر گروه VIIB ماهیت ماده را به نیمه‌هادی نوع n تغییر می‌دهند. علاوه بر این، در هر دوحالت، ساختاری با انرژی شکاف نوار تنظیم شده خواهیم داشت. در خصوص اتم ناخالصی نیتروژن و فلوئور نتایج شبیه سازی حاکی از نامتقارن بودن طیف انتقال برای حالت اسپین بالا و پائین است که نشان‌دهنده ماهیت نیمه فلزی این ساختار و مغناطیسی بودن آن است. همچنین بررسی‌های نوری نشان می‌دهد ساختارهای آلایش یافته با ماهیت نیمه‌هادی دارای اولین بیشینه بخش موهومی تابع دی الکتریک برابر با انرژی شکاف نوار ماده است. نتایج حاصله بیانگر رهیافتی برای تنظیم خواص الکترونیکی، نوری و مغناطیسی مواد دوبعدی به‌ویژه تنگستن دی سلنید برای بسیاری از کاربردهای حوزه نانو و اپتوالکترونیک و اسپینترونیک است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the effect of impurity injection on the electronic structure and optical properties of tungsten diselenide monolayer

نویسندگان English

Maryam Nayeri 1
Navid Nasirizadeh 2
1 Department of Electrical Engineering, Ya.C., Islamic Azad University, Yazd, Iran.
2 Department of Textile and Polymer Engineering, Ya.C., Islamic Azad University, Yazd, Iran.
چکیده English

The present study, using first principles, studies the structural, optical and magnetic properties of single-layer tungsten diselenide doped with elements of groups VIIB, VB, VIIA and VA. Analysis of the electronic structure of these materials shows that the systems doped with group VIIB exhibit p-type semiconductor behavior, while the use of elements of group VIIB changes the nature of the material to n-type semiconductor. In addition, in both cases, we will have a structure with a tuned band gap energy. In the case of nitrogen and fluorine impurity atoms, the simulation results indicate that the transmission spectrum is asymmetric for the high and low spin states, which indicates the semimetallic nature of this structure and its magnetic nature. Also, optical studies show that the doped structures with a semiconducting nature have the first imaginary maximum of the dielectric function equal to the band gap energy of the material. The results indicate an approach for tuning the electronic, optical, and magnetic properties of two-dimensional materials, especially tungsten diselenide, for many applications in the fields of nano, optoelectronics, and spintronics.

کلیدواژه‌ها English

Doping
dielectric function spectrum
spintronics
monolayer tungsten diselenide
band structure

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 17 شهریور 1404
  • تاریخ بازنگری 12 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 27 اردیبهشت 1405