ویژگیهای الکترونی و اپتیکی آلومینیوم نیترید فلوئوردارشده ی تک لایه: مطالعه ی آثار بس-ذره ای

با به کارگیری نظریه ی تابعی چگالی در ترکیب با نظریه ی اختلال بس-ذره ای و حل معادله ی بته-سالپیتر، ویژگی های الکترونی و اپتیکی آلومینیوم نیترید تک لایه عامل دارشده با فلوئور تحقیق شده است. آلومینیوم نیترید تک لایه در نظریه تابعی چگالی(در تقریب ) دارای گاف نواری غیر مستقیم 2/96(5/7) الکترون ولت می باشد که با عامل دارکردن ساختار توسط فلوئور گاف نواری غیرمستقیم به گاف نواری مستقیم تبدیل می شود و همچنین مقدار گاف نواری مستقیم در تقریب 7/95 الکترون ولت می باشد. تحلیل طیف جذب اپتیکی و اثرات اکسیتونی همچون برهم کنش الکترون-حفره نشان می دهد که فلوئوردارکردن آلومینیوم نیترید تک لایه باعث افزایش انرژی بستگی اولین قله ی طیف جذب از مقدار1/72 الکترون ولت به 2/12 الکترون ولت می شود. نتایج کار حاضر پیشنهاد می کند که آلومینیوم نیترید فلوئوردارشده ی تک لایه کاندیدایی جذاب در کاربردهای اپتوالکترونیکی می باشد.

Electronic and optical properties of fluorinated AlN monolayer: study of many-body effects

Using density functional theory combined with many body perturbation theory and solving Bethe-salpeter equation(Bse), electronic and optical properties of fluorinated monolayer AlN were investigated. AlN monolayer has an indirect band gap of 2/96(5/7) eV within density functional theory (within GW approximation), functionalizing the structure with fluorine changes the band gap from indirect to direct and also value of direct gap band within GW approximation is 7/95 eV. analyzing absorption spectra and excitonic effects such as electron-hole interaction show that fluorination of AlN monolayer increase the exciton binding Energy of the first absorption spectra peak from 1/72 eV to 2/12 eV. results of this study suggest that fluorinated AlN monolayer is a promising candidate for optoelectronic applications.