بهبود خواص الکترونیکی گرافین به وسیله طرح دار کردن آن
چکیده
گرافین به عنوان نازک ترین ماده دوبعدی خواص منحصر به فردی از خود نشان می دهد. استحکام مکانیکی و رسانندگی حرارتی قابل مقایسه با الماس، اثر هال کوانتومی و عدم وجود جایگزیدگی از جمله خواص منحصر به فرد آن است . حامل های بار در گرافین مانند فرمیون های بدون جرم رفتار کرده و از معادله دیراک پیروی می کنند. به همین دلیل حرکت حامل ها در گرافین صد برابر سریع تر از حرکت حامل ها در سیلیکون است. همین ویژگی باعث شده که گرافین به عنوان جایگزین مناسبی به جای سیلیکون در نانو الکترونیک مطرح گردد . ساخت ادوات نانوالکترونیک با استفاده از نانو ورقه های گرافین یکی از چالش های پیش روی محققین است و امید می رود در آینده ادوات الکترونیکی پر سرعتی با استفاده از گرافین در مقیاس نانو عرضه گردد. از موانع پیش رو برای کاربرد گرافین در نانو الکترونیک، گاف نواری صفر است. گاف نواری برای کنترل هدایت در وسیله های الکترونیکی ضروری است روش های متعددی برای ایجاد گاف نواری در گرافین مطرح است . از جمله این روش ها می توان به عامل دار کردن گرافین، ایجاد نواقص، وارد کردن ناخالصی و ... اشاره کرد. در این پروژه خواص الکترونی ساختار نواری گرافین در اثر اعمال کرنش، افزودن ناخالصی و طرح-دار کردن آن با استفاده از نظریه تابعی چگالی ارائه می شود. در هر مورد ساختار نواری سیستم محاسبه و نتایج با یکدیگر مقایسه گردیده است. همچنین ترابرد کوانتومی و چگالی حالات سیستم تحت اعمال کرنش و افزودن ناخالصی با توابع وانیر بیشینه جایگزیده محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد افزودن ناخالصی موجب باز شدن گاف در ساختار نواری گرافین می شود. همچنین اعمال کرنش باعث تغییر در میزان گاف انرژی و ترابرد الکترونی درنانو نوار گرفین آلاییده شده می-شود. طرح دار کردن گرافین با گروه های عاملی و همچنین مش کردن آن خواص الکترونی گرافین را تغییر می دهد و موجب جابجایی انرژی فرمی می شود.