خواص الکترونیکی
در نشریات گروه مکانیک-
در این تحقیق، دو آلوتروپ کربن فوق سخت رسانای جدید αC28 و βC32 با استفاده از نظریه تابعی چگالی (DFT) پیش بینی می شود. این ساختارهای چهار ضلعی پایدار متعلق به گروه فضایی P4/MMM هستند. شبیه سازی دینامیک مولکولی انجام گرفته تحت آنسامبل کانونیک (NVT) به منظور بررسی پایداری حرارتی کریستال های کربنی جدید αC28 و βC32 در دماهای 300 و 1000 کلوین، پایداری حرارتی آنها را تایید می کند. به منظور بررسی پایداری مکانیکی و الکترونیکی این دو ساختار، ضرایب مکانیکی و نوارهای انرژی آنها محاسبه گردید. این آلوتروپ های کربن جدید از هیبریداسیون پیوندی sp2 و sp3 تشکیل شده است که نشان دهنده خواص مکانیکی عالی با سختی ویکرز 45.7 و 47.9 GPa است. از دیگر خواص مکانیکی این کریستال ها می توان به مدول حجمی (265.8، 284.9)، مدول برشی (254.7، 273.5) و مدول یانگ (579.1، 621.6) اشاره نمود که تاییدی بر فوق سخت بودن این ساختارها دارد. نتایج مربوط به ساختار نوارهای الکترونیکی نشان می دهد که هر دو ساختار دارای خواص رسانایی می باشد. پهنای هر دو نوار رسانش و ظرفیت برای هر دو ساختار حدود eV 20 است. نتایج محاسبات نشان می دهد که αC28 و βC32 می تواند در آینده به صورت آزمایشگاهی سنتز شوند تا کاربردهای بالقوه ای در وسایل مکانیکی و الکترونیکی خواهد داشت.
کلید واژگان: ساختارهای کربنی جدید، مواد فوق سخت، پایداری حرارتی، ضرایب الاستیک، خواص الکترونیکیIn this research, two new superhard metallic carbon allotropes αC28 and βC32 are predicted using density functional theory (DFT). These stable tetragonal structures belong to the P4/MMM space group. Molecular dynamics simulation performed under canonical ensemble (NVT) in order to investigate the thermal stability of new αC28 and βC32 carbon crystals at temperatures of 300 and 1000 K, confirms their thermal stability. In addition, we calculated mechanical coefficients and band gap energy of these two structures to examine their mechanical and electronic stability. These new carbon allotropes are composed of sp2 and sp3 bond hybridization, which shows excellent mechanical properties with Vickers hardness of 45.7 and 47.9 GPa. Other mechanical properties of these crystals such as bulk modulus (265.8, 284.9), shear modulus (254.7, 273.5) and Young's modulus (579.1, 621.6) also confirm the superhardness of these structures. The results related to the electronic band structures indicate that both structures have metallic properties. The width of both conduction and valance bands for both structures is about 20 eV. The results of calculations show that αC28 and βC32 can be synthesized in laboratory in the future and will have potential applications in mechanical and electronic devices.
Keywords: New carbon structures, Superhard materials, Thermodynamic stability, Elastic constants, Electronic properties -
در این مقاله ، خواص اپتیکی نانو ساختار دو بعدی پنتا کربید بور (B2C) با استفاده از شبیه سازی با کدهای محاسباتی مبتنی بر تیوری تابع چگالی بر پایه محاسبات اولیه، مطالعه گردیده است. بررسی خصوصیات الکترونیکی نشان می دهد که این نانو ساختار دو بعدی یک نیمه هادی غیرمستقیم با گاف انرژی49 /1 الکترون ولت با روش با روش تقریب PBE می باشد . مطالعه خواص نوری این نانو ساختار با روش تقریب PBE-GGA علاوه براینکه نشان دهنده توافق جنبه های اپتیکی با ویژگی های الکترونیکی این تک لایه دو بعدی می باشد ، این نانوساختار می تواند در آینده، به عنوان ماده مناسبی در طراحی دستگاه های الکترواپتیکی در صنایع مختلف مورد استفاده باشد. با توجه به یافته های این تحقیق مبتنی بر میزان جذب نسبتا بالا و بازتاب بسیار کم این نانوماده در ناحیه طیف مریی، می توان این نانوساختار را برای کاربرد های اپتیکی به ویژه در طراحی دستگاه های انرژی خورشیدی و حسگرهای اپتیکی با کاربرد های متنوع یه ویژه در صنایع دفاعی مناسب دانست.
کلید واژگان: تئوری تابع چگالی، نانوساختار دوبعدی، خواص الکترونیکی، خواص نوریIn this paper, the optical properties of penta-boron carbide two-dimensional nanostructure (B2C) have been studied using simulations with computational codes based on density function theory based on initial calculations. The study of electronic properties shows that this two-dimensional nanostructure is an indirect semiconductor with an energy gap of 1.49 electron volts by the PBE approximation method. Study of optical properties of this nanostructure by PBE-GGA approximation method In addition to showing the agreement of optical aspects with the electronic properties of this two-dimensional monolayer, this nanostructure can in the future, as a suitable material in the design of electro-optical devices in industry Different to be used. According to the findings of this study based on the relatively high absorption rate and very low reflectivity of this nanomaterial in the visible spectrum, this nanostructure can be used for optical applications, especially in the design of solar energy devices and optical sensors with various applications in the defense industry.
Keywords: Density Function Theory, two-dimensional nanostructure, Electrical properties, Optical properties Command, control system, Future war, Electromagnetic weapons, Air Defense
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.