پارامترهای اپتیکی نانوورقه پنتاگرافن: محاسبات اصول اولیه آثار بس ذره ای

در این مقاله درچارچوب نظریه اختلال بس ذره ای مبتنی بر رهیافت تابعی چگالی، خواص الکترونی و اپتیکی ساختار پنتاگرافن بررسی می‏شود. نتایج ما نشان می‏دهد که پنتاگرافن دارای یک گاف نواری  شبه مستقیم است. همچنین مشاهده می‏شود که افزودن برهمکنش الکترون-الکترون باعث افزایش گاف نواری می‏شود. خواص اپتیکی و اثرات اکسیتونی این ساختار، با بکارگیری رویکرد معادله بته-سالپیتر  و استفاده از تقریب­های  g0w0+rpa و g0w0+bseبررسی شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در نظر گرفتن برهم کنش الکترون-حفره باعث انتقال طیف جذب به سمت انرژی­های پایین­تر (انتقال سرخ) می­شود. در این حالت اولین قله جذب تشدیدی در انرژی ev 49/2 مشاهده شد. علاوه بر این، محاسبات ما نشان می دهد که ساختار پنتاگرافن، با داشتن گاف نواری و همچنین انرژی بستگی بالا جایگزین مناسبی برای طراحی و ساخت قطعات الکترونیکی و اپتوالکترونیکی می‏باشد

optical parameters of penta-graphene nano sheet: first-principles calculations of many-body perturbation effects

in this paper, we examine the optical properties and excitonic effects of pentagraphene nanosheets. some of the optical parameters of this material, including the refractive index, extinction coefficient, absorption spectrum, and reflectance spectrum, are investigated within the framework of many-body perturbation theory based on tow particles green function theory using the bethe-salpeter equation approach. furthermore, two approximations, g0w0+rpa (which considers electron-electron interaction but neglects electron-hole interaction) and g0w0+bse (which considers both electron-electron and electron-hole interactions), are employed. our results indicate that the inclusion of electron-hole interaction leads to a redshift in the absorption spectrum, such that the first intense absorption peak occurs at an energy of 2.49 ev, corresponding to bound excitons with a binding energy of 3.04 ev. moreover, the presence of electron-hole interaction results in an increase in the dielectric constant compared to the value obtained at the g0w0+rpa level.