پیش‌یابی و بررسی خواص ساختاری و الکترونوری نانو ساختار دوبعدی سولفور دی فسفید ژرمانیوم به روش نظریه تابع چگالی

در این مقاله، نانو ساختار دوبعدی جدیدی به نام سولفور دی فسفید ژرمانیوم (gep2s) مبتنی بر نظریۀ تابعی چگالی پیش‌یابی شده است. علاوه بر بررسی پایداری استاتیکی و دینامیکی، خواص ساختاری این تک لایه دوبعدی نیز با ساختارهای مشابه پیشین مقایسه گردیده است. یافته‌های تحقیق مبین پایداری قابل قبول تک لایۀ پیشنهادی نسبت به ساختارهای مشابه می‌باشد. جنبه‌های الکترونی این تک لایه در حالت بهینه با دو روش تقریب تابع هیبریدی hse06)) و تقریب شیب تعمیم‌یافته (gga-pbe) بررسی و ارائه گردیده است. بررسی خواص الکترونی این نانوساختار را به عنوان یک نیم‌رسانای غیرمستقیم با گاف انرژی 1.367 الکترون‌ولت با تقریب hse06 و 0.688 الکترون‌ولت با روش تقریب pbe-gga معرفی می‌نماید. مطالعۀ خواص نوری از قبیل تابع دی الکتریک مختلط، جذب، بازتابش و هم‌چنین چگالی حالت های مشترک نوری توافق گاف نوری با گاف الکترونی این تک لایۀ دوبعدی را به ویژه در روش تقریب hse06 نشان می دهد. هم‌چنین با استناد به یافته‌های نظری این تحقیق، باتوجه به میزان جذب نسبتاً بالا و بازتاب بسیار کم در ناحیۀ طیف مرئی در محدوده 1 الی 5 الکترون ولت، در صورت سنتز این نانوساختار پیشنهادی را می توان برای کاربردهای نوری به‌ویژه در دستگاه‌های انرژی خورشیدی مناسب دانست.

Prediction and study of structural and electro-optical properties of two-dimensional sulfur germanium diphosphide nanostructure by Density Function Theory (DFT)

In this paper, a new twodimensional nanostructure called germanium sulfur diphosphide (GeP2S) structure, in the framework of the Density Functional Theory (DFT) has been predicted. In addition to studying the static and dynamic stability; structural properties of this twodimensional nanostructure have also been compared with similar previous structures. The research findings indicate the acceptable stability of the proposed monolayer. The electronic aspects of this monolayer in the optimal state have been investigated and presented by two methods of hybrid function approximation (HSE06) and generalized gradient approximation method (GGAPBE). The study of electron properties of this proposed monolayer introduces it as an indirect semiconductor with an energy gap of 1.367 eV by the HSE06 approximation and 0.688 eV by PBEGGA approximation method. Study of optical properties of this proposed nanostructure indicate the agreement of optical band gap with the electronic band gap of this twodimensional monolayer, especially in the HSE06 approximation method. Based on the findings of this study, due to the relatively high absorption rate and very low reflectivity in the visible spectrum in the energy range of 1 to 5 eV, if this proposed nanostructure is synthesized can be considered suitable for optical applications, especially in solar energy devices.