خواص الکترونی، نوری و مغناطیسی تک لایه مولیبدن دی سولفید در حضور نقص‌های نقطه‌ای با استفاده از اصول اولیه

این پژوهش به مطالعه در خصوص نقص های تهی جای مولیبدن دی سولفید تک لایه بر پایه اصول اولیه می پردازد. روش محاسبات اصول اولیه مبتنی بر تئوری تابعی چگالی(dft) به مطالعه و بررسی ساختار الکترونی اتم ها، مولکول ها و جامدات می پردازد و روش دقیق و هوشمندانه ای برای جایگزینی مسایل چندذره ای محسوب می شود. ابرسلول در نظر گرفته شده در این ساختار شامل 36 اتم می باشد و از تقریب شیب تعمیم یافته برای پتانسیل تبادلی-همبستگی استفاده شده است. مولیبدن دی سولفید تک لایه ذاتی دارای شکاف نوار مستقیم با انرژی1/82ev می باشد. وجود نقص در این ساختار منجر به تغییرات قابل توجهی در خواص الکترونیکی و مغناطیسی ماده می گردد. نتایج نشان می دهند حذف یک اتم مولیبدن و یا حذف یک اتم مولیبدن به همراه دو اتم گوگرد منجر به تغییر حالات اسپینی و مغناطیسی شدن ماده می گردد. به علاوه، حذف یک و دو اتم گوگرد منجر به انرژی شکاف نواری کمتر از حالت ذاتی می شود. با برداشتن یک اتم گوگرد اولین بیشینه قسمت موهومی تابع دی الکتریک در حوالی شکاف نوار رخ می دهد. حذف دو اتم گوگرد و یا یک اتم مولیبدن با یک اتم گوگرد نیز منجر به غیرمستقیم شدن شکاف نوار می گردد. مطالعه عیوب ساختاری می تواند فرصت های نوینی را برای رهیافت در خصوص رشد و سنتز نانومواد فراهم سازد.

Electronic, optical and magnetic properties of molybdenum disulfide monolayer in the presence of point defects using first principles

AbstractThis study investigates the defects of molybdenum disulfide substitutions based on first principles. The first principlebased computational method based on density functional theory (DFT) studies the electronic structure of atoms, molecules and solids and is an accurate and intelligent method for substituting multiparticle problems. The supercell considered in this structure consists of 36 atoms and a generalized gradient approximation is used for the exchangecorrelation potential. Intrinsic molybdenum disulfide has a direct band gap with an energy of 1.82 eV. Defects in this structure lead to significant changes in the electronic and magnetic properties of the material. The results show that the removal of one molybdenum atom or the removal of one molybdenum atom with two sulfur atoms leads to a change in the spin states and magnetization of the material. In addition, the removal of one or two sulfur atoms results in a band gap energy lower than its intrinsic. By removing a sulfur atom, the first imaginary part of the dielectric function occurs around the band gap energy. Removal of two sulfur atoms or one molybdenum atom with one sulfur atom also causes the band gap to be indirect. The study of structural defects can provide new opportunities for approaches to the growth and synthesis of nanomaterials.