11571

11571

خواص اسپيني و الكتروني نوار موبيوس گرافين

كارشناسي ارشد

فيزيك گرايش حالت جامد

اسفند 1391

اسفند 1391

دكتر مهدي اسماعيل زاده

چكيده در اين پايان‌نامه خواص اسپيني و الكتروني نانو نوار موبيوس گرافين زيگزاگي بررسي شده است. با استفاده از روش تابعي چگالي و ديناميك مولكولي و با محاسبه انرژي بستگي و انرژي تغيير شكل و با ثابت نگه داشتن طول نوار و تغيير عرض آن، مشاهده مي‌شود كه نوار موبيوس گرافين پايدار است. با محاسبه مقادير ويژه Kohn-Sham و گاف انرژي، خواص الكتروني نوار موبيوس گرافين زيگزاگي و نوار گرافين زيگزاگي مقايسه شده است. با محاسبه ممان مغناطيسي اتم‌هاي لبه‌اي و اثرات مربوط به انحناء و تغيير طول پيوند اتم‌هاي كربن، نشان داده مي‌شود كه با افزايش انحناء و تغيير طول پيوند اتم هاي كربن از حالت طبيعي آن(1.42A)، ممان مغناطيسي اتم‌هاي لبه‌اي كاهش مي‌يابد. همچنين بعنوان يك نتيجه از اين محاسبه، بعلت توپولوژي خاص نوار موبيوس (تك لبه بودن آن)، مشاهده مي‌شود كه برخلاف نانو نوار گرافين زيگزاگي كه در حالت پايه پاد-فرومغناطيس مي باشد، نانو نوار گرافين زيگزاگي فرومغناطيس است. در ادامه با اعمال ميدان الكتريكي در راستاي محور نوار موبيوس و محاسبه چگالي حالت‌هاي وابسته به اسپين، مشاهده مي‌شود كه جهش اسپيني از حالت down به up اتفاق مي افتد و حالت‌هاي لبه‌اي بر خلاف نوار گرافين زيگزاگي در مقابل اين اختلال مقاوم مي‌باشند و در نتيجه نوار موبيوس گرافين زيگزاگي عايق توپولوژيك است. همچنين با محاسبه گاف انرژي براي اسپين‌هاي up و down در حضور ميدان الكتريكي ديده مي‌شود كه برخلاف نانو نوار گرافين زيگزاگي كه نيمه-فلز است، نوار موبيوس گرافين زيگزاگي نيمه-نيم‌رسانا مي‌باشد و همچنين برخلاف نانو نوار گرافين زيگزاگي، اين حالت براي نوار موبيوس گرافين پايدار بوده و نقطه بحراني وجود ندارد. با اضافه كردن ناخالصي (شامل بورن، نيتروژن و تهي‌جايگاه) به نوار موبيوس گرافين، خواص الكتروني و مغناطيسي ناشي از اين ناخالصي‌ها بررسي خواهد شد و نشان خواهيم داد كه حالت‌هاي لبه‌اي در نوار موبيوس گرافين زيگزاگي در برابر اختلالات ناشي از اضافه كردن ناخالصي مقاوم است. در پايان با استفاده از روش تركيب تابع گرين غير تعادلي و نظريه تابعي چگالي (DFT-NEGF ) و اتصال نوار موبيوس گرافين به ليد خطي كربن و ليد گرافين زيگزاگي ، خواص ترابردي نوار موبيوس گرافين در حالت‌هاي خالص و شامل ناخالصي مطالعه شده است. واژه‌هاي كليدي: نانو نوار موبيوس گرافين، نظريه تابعي چگالي، خواص اسپيني و الكتروني، عايق‌هاي توپولوژيك، رسانش