عنوان پایان‌نامه
بررسی عامل کرد مولیبدن دی سولفاید تک لیه در حضور نور و کاربرد آن در آشکارسازهای نوری
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق - الکترونیک - افرازه و نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3126;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79411;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3126;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79411
- تاریخ دفاع
- ۲۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمد الهی
- استاد راهنما
- ابراهیم اصل سلیمانی, مهدی پور فتح
- چکیده
- با کشف گرافن که ماده‌ی به ضخامت یک اتم است، تحقیقات در بررسی خواص و کاربردهای مختلف آن شروع شد. علی‌رغم خواص منحصر به فرد گرافن، نداشتن گاف انرژی ذاتی، کاربردهای الکترونیکی و نوری این ماده را محدود می‌کند. مولیبدن دی‌سولفاید تک لایه و فسفرین از دیگر مواد دوبعدی هستند که گاف انرژی ذاتی دارند. در این رساله، خواص فسفرین تک لایه بر پایه‌ی اصول اولیه‌ی فیزیکی با استفاده از نظریه تابع چگالی به همراه پیاده‌سازی توابع گرین غیر تعادلی مورد بررسی قرار گرفته است. مشخصات بررسی شده عبارتند از ضرایب سختی، ضرایب پواسن، حد کرنش قابل تحمل، ساختار فونونی، سرعت صوت، فرکانس پاسخ رامان و فرکانس جذب نور مادون قرمز تحت کرنش‌های مختلف و همچنین خواص الکترونی مانند جرم مؤثر و گاف انرژی تحت کرنش. نتایج بدست آمده ساختار الکترونی، نشان می‌دهد رفتاری نیمه‌دیراکی برای کرنش‌های خاصی پدیدار می‌گردد که سبب می‌شود الکترون در یک راستا همانند ذره‌ای جرم دار و در راستای عمود بر آن مانند گرافن همانند فوتون بدون جرم باشد که نشانگر رفتار بسیار ناهمسانگردی از این ماده می‌باشد. همچنین برهمکنش الکترون-فونون و الکترون-فوتون بررسی می‌شوند تا شبیه‌سازی ادوات و حسگرها مبتنی بر این مواد را امکان‌پذیر می‌کند. برای بررسی صحت برهمکنش‌ها از نظریه گروه مربوط به تقارن ذاتی سیستم استفاده می‌شود تا با قواعد انتخاب در این برهمکنش‌ها، بتوان نتایج عددی را راستی آزمایی کرد.
- Abstract
- Discovery of graphene, one atom thickness materis, triggered research for its usage and investigation of its properties. Despite its unique properties, lack of intrinsic band-gap limits its usage in electronic and photonic applications. Another types of 2D materials, such as monolayer MoS2, and phosphorene has intrinsic band gap. In this thesis, properties of monolayer phosphorene are investigated based on first principles methods. Simulations are performed based on Density Functional Theory, and Non-Equilibrium Green Functions using atomic orbitals as basis functions. Stiffness coefficient, possion ratio, yielding strain, phononic structure, sound velocity, infrared aborption, raman activity, effective mass of carriers, and band gap of the material under various strain configurations are studied. Also a semi-Dirac dispersion is revealed for specific strain configurations, letting electron flow either massively or masslessly based on transport direction. Investigations revealed highly anisotropic characteristic of the structure. Also effective parameters describing electron-phonon, and electron-photon interactions are derived to simulate carrier transport in the structure by considering the interactions. Group theoretical arguments are presented to extract selection rules to further justify validity of the numerical results. A criteria based on super-cell is proposed to validate electron-phonon coupling elements. Keywords: Phosphorene, Density Functional Theory, Non-Equilibrium Green Functions, Group Theory, Electron-Phonon Interaction, Electron-Photon interaction, Atomic orbital basis
