17697

17697

ترابرد وابسته به اسپين در نانونوار موليبدن دي سولفيد (MoS_2)

كارشناسي ارشد

حالت جامد

اسفند 1395

دكتر اميرحسين احمد خان كردبچه

دكتر مهدي افشار

فيزيك

در دهه گذشته پژوهش هاي زيادي روي مواد دو بعدي از قبيل گرافين، سيليسين، موليبدن دي سولفيد (MoS_2) و تركيبات مشابه در فيزيك ماده چگال انجام گرفته است. يكي از معروف ترين اعضاي خانواده فلزات واسطه دي كالكوژنايد كه خواص منحصر به فردي را به عنوان يك نيمرسانا داراست، موليبدن دي سولفيد است. موليبدن دي سولفيد همانند ديگر مواد دو بعدي ساختاري لانه زنبوري شكل دارد. از خصوصيات بارز اين ماده مي توان به تغيير گاف انرژي از حالت غيرمستقيم (eV 1.2) در چند لايه به حالت مستقيم (eV 1.86) در تك لايه اشاره كرد. در اين پايان نامه به كمك تقريب بستگي قوي، هاميلتوني يازده نواري را براي موليبدن دي سولفيد بدست مي آوريم. سپس از الگوريتم لوپز- سانچو براي محاسبه تابع گرين سطحي الكترودهاي چپ و راست استفاده مي كنيم و در نهايت خواص ترابري الكتريكي و اسپيني نانونوار زيگزاگ و دسته مبلي موليبدن دي سولفيد را در حضور ناكاملي، ميدان الكتريكي عرضي و ناخالصي مغناطيسي مورد مطالعه قرار مي دهيم. ابتدا نشان مي دهيم با حذف اتم در لبه نانونوار زيگزاگ موليبدن دي سولفيد، مي توان ولتاژ آستانه در نمودار جريان ولتاژ تغيير داد. سپس با اعمال ميدان الكتريكي عرضي و ناخالصي مغناطيسي در لبه، نشان مي دهيم نانونوار زيگزاگ و دسته مبلي موليبدن دي سولفيد به عنوان يك سامانه پالايش اسپيني عمل مي¬كند. در نهايت با تزريق مواد فرومغناطيس با بردار مغناطش غير موازي در لبه نانونوار دسته مبلي موليبدن دي سولفيد در حضور ميدان الكتريكي عرضي، نشان مي دهيم كه ناونوار در مقابل تغيير جهت ميدان الكتريكي، قطبش اسپيني كاملا قرينه مي شود. واژه‌هاي كليدي: موليبدن دي سولفيد- فلزات واسطه دي كالكوژنايد- گاف انرژي مستقيم- تقريب بستگي قوي- لوپز-سانچو- پالايش اسپيني

1396/04/21

1/1/1900 12:00:00 AM

Over the past decade, a lot of research on two-dimensional materials such as Graphene, Silicene, Molybdenum disulfide (MoS2) and similar compounds have been studied in condensed matter physics. One of the most famous family members of transition metal dichalcogenides that has special properties as a semiconductor, is Molybdenum disulfide. Molybdenum disulfide is formed honeycomb structure. Specific feature of Molybdenum disulfide can be changed from indirect band gap (1.2 eV) in Bulk to direct band gap in monolayer (1.86 eV). In this thesis, we will calculate the eleven-band spinless orthogonal by tight-binding model. Then, the surface Green’s function of left and right leads are calculated by suing the Lopez-Sancho’s algorithm. Finally, we consider zigzag and armchair nanoribbon of MoS2 and study its spin and electron-dependent conductance in the presence of impurity, transverse electric field and exchange field with parallel (anti-parallel) configurations. We show threshold voltage can be changed in the current-voltage curve by vacancy at zigzag MoS2 nanoribbon. Then, under applying the transverse electric field, we demonstrate the ribbon behaves as a prefect spin up (down) filter if and only if the exchnge field on edge are present. Finally, by anti-parallel configurations of exchange magnetic fields generated by ferromagnetic at armchair MoS2 nanoribbon edges and applying transverse electric field, we show by changing direction of transverse electric field, the ribbon acts as a spin inverter. Keywords: two-dimensional material - Molybdenum disulfide - transition metal dichalcogenide - direct band gap - Green’s function - transverse electric field - exchange field- perefect spin filtering