طراحی و مدل سازی اتمی سوئیچ الکترومکانیکی لغزشی چند حالته مبتنی بر نانو نوارگرفاینی آلفا دو لایه

در این پژوهش طراحی و مدلسازی اتمی سوییچ الکترومکانیکی لغزشی چند حالته مبتنی بر نانو نوار گرفاینی آلفا دولایه با بهره گیری از نظریه تابعی چگالی و ترکیب آن با تابع گرین غیرتعادلی ارایه میشود. ساختار سوییچ پیشنهادی به صورتی است که لایه گرفاین زیرین ثابت و لایه بالایی آن متحرک است. چینشهای متمایز از طریق حرکت لایه بالایی نسبت به لایه پایینی در راستای محور افقی و با فواصل جابجایی 9.44Å ، 8.41 Å، 3.97 Å ،2.61 Å، 1.36 Å, و 12/06Å ایجاد میشود و این حالتهای قرارگیری به ترتیب AA، Aa2,AB2,,AB,Aa,Ab , نام گذاری شده اند. چینشهای مذکور باعث میشود مقدار جریان سوییچ پیشنهادی در هر حالت به طور چشمگیر تغییر کند. برای بررسی دقیقتر جریان سوییچ پیشنهادی در ولتاژهای بایاس معین، طیف انتقال، ساختار نوار انرژی، طیف انرژی مولکولی، هامیلتونین خودسازگار تصویرشده مولکولی و مسیرهای انتقال محلی محاسبه میشود. نتایج مدلسازی نشان میدهد که مقدار ضریب سوییچنگ جریانی افزاره پیشنهادی بسته به نوع چینش اتمی دولایه از حالتی به حالت دیگر به طور قابل توجهی تغییر میکند. بیشترین ضریب سوییچینگ افزاره پیشنهادی به میزان 34، در ولتاژ بایاس 0.6 و بین دو حالتAa2 و AA حاصل میشود. براساس نتایج بدست آمده با جابجایی کنترل شده دو لایه گرفاینی نسبت به یکدیگر میتوان سوییچ لغزشی چند حالته کاربردی درحوزه نانوالکترومکانیک ارایه داد. در کنار رفتار مناسب سوییچینگ، نتایج استخراج شده در سه حالت Aa،AB2 و AA، مقاومت دیفرانسیلی منفی را نمایان میکند که قابلیت استفاده سوییچ پیشنهادی در ادوات کوانتومی تونلی را نیز میسر میکند.