بررسی ویژگی های ترموالکتریکی دینامیکی، الکترونی و اپتیکی تک لایه C3N با استفاده محاسبات اصول اولیه

در این مقاله با استفاده ازمحاسبات اصول اولیه در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی بررسی ویژگی های ترموالکتریکی، فونونی، الکترونی و اپتیکی تک لایه C3N توسط کد محاسباتی Wien2K  پرداخته شده است. مطالعه ی ویژگی های الکترونی رفتار نیمه رسانایی غیر مغناطیسی با شکاف غیرمستقیم با مقدار 5/0الکترون ولت را برای این ساختار دوبعدی نشان می دهد. همچنین، ویژگی های نوری از جمله تابع دی الکتریک، بازتاب، تابع اتلاف انرژی، ضریب جذب و هدایت نوری محاسبه می شوند. ویژگی های اپتیکی نیز نشان دهنده ی ناهمسانگردی اپتیکی تک لایه C3N برای دو راستای x وz است، که با توجه به نمودار ضریب شکست منجر به ایجاد ویژگی دوشکستگی در این ساختارمی شود، که یک پارامتر کلیدی برای عملکرد نوری خطی این ترکیب است. نتایج یک درک اساسی از طراحی ساختارهای کامپوزیتی مورد استفاده در دستگاه های نانو بر اساس مواد پیشرفته دو بعدی ارایه می دهد. دیاگرام پاشندگی فونونی با استفاده از رهیافت پاسخ خطی در امتداد نقاط پرتقارن محاسبه می گردد. نتایج نشان دهنده نبود مدهای منفی در طیف فونونی است که بیان می کند ساختار به صورت دینامیکی در تعادل قرار دارد. بررسی ویژگی های ترموالکتریکی تک لایه C3N با استفاده نظریه نیمه کلاسیکی بولتزمن نشان می دهد که این تک لایه در دمای اتاق و دماهای پایین تر از دمای اتاق دارای ضریب ارزشی (ZT) نزدیک به یک است. در نتیجه می تواند به عنوان گزینه ای برای کاربردهای ترموالکتریکی مطرح گردد.