اثر تهی جای اتمهای p به صورت غیر نقطه ای و غیر فعال کردن ساختار فسفرین با اتم های h روی خواص الکترونیکی و مغناطیسی آن

در این مطالعه، خواص الکترونیکی و مغناطیسی فسفرین تک لایه به کمک نظریه تابعی چگالی اسپینی مورد بررسی قرار گرفت. فسفرین تک لایه یک نیمه رسانای ذاتی نوع p است که خاصیت مغناطیسی ندارد. فسفرین کاربردهای بسیاری در ادوات الکترونیکی مانند ترانزیستورها و یا باطری های یونی دارد. اما فسفرین اولیه به دلیل نداشتن خاصیت مغناطیسی، دارای کاربردهای محدود در ادوات اسپینترونیکی است. با اعمال نقص غیرنقطه ای تهی جای اتمها به صورت 6 تایی، نمونه خاصیت مغناطیسی پیدا می کند و این مساله مرتفع می گردد. برای این منظور، ما از یک سلول بزرگ 64 اتمی استفاده می کنیم. بعلاوه با اعمال نقص، گاف انرژی ساختار از 1.50ev به 0.33ev کاهش پیدا می کند و ساختار به نیمه رسانای نوع n تبدیل می گردد. با غیر فعال کردن پیوندهای آزاد نمونه دارای نقص با اتمهای h، گاف انرژی افزایش می یابد و به مقدار 1.73ev می رسد. نوع نیمه رسانای این نمونه، به نوع p بازمی گردد. با مهندسی ساختار می توان نمونه با گاف انرژی و خاصیت مغناطیسی دلخواه را طراحی و در آزمایشگاه جهت کاربرد مورد نظر ساخت.

the effect of anidot vacancies and h-passivation of phosphorene structure on its electronic and magnetic properties

in this study, the electronic and magnetic properties of monolayer phosphorene through spin polarized density functional theory are investigated. the monolayer phosphorene is a p-type nonmagnetic semiconductor. phosphorene has many applications in electronic devices such as transistors and ionic batteries, but no magnetic properties of pristine phosphorene limits its applications in spintronic devices. by applying antidote vacancy defect with 6 atoms vacancies, the sample becomes magnetic and this issue is resolved. for this purpose, we use a supercell of 64 atoms. in addition, the energy bandgap of the structure decreases from 1.50ev to 0.33ev by applying defect, and the structure transits to the n-type semiconductor. by h-passivating, the energy bandgap increases to the value 1.73ev. the semiconductor type of this sample returns to its initial type, p-type. with structural engineering, it is possible to design the sample with the desired bandgap energy and magnetic property, and fabricate in the lab for the desired application.