منشا توپولوژيك مدهاي لبه اي در نانو نوارهاي فسفرين و خواص ساختار الكتروني آنها

Topological origin of edge states in Phosphorene nanoribbons and their electronic structure properties

در اين پژوهش با استفاده از يك تقريب تنگابست كه شامل پنج پارامتر پرش است، به تحليل عوامل تعيين كننده در وجود مدهاي لبهاي در نانونوارهاي فسفرين زيگزاگ و بررسي خواص ساختارالكتروني در نانونوارهاي با مرز زيگزاگ و دسته صندلي پرداخته ايم نشان داده ايم كه در نانو نوارهاي فسفرين زيگزاگ، نسبت دو پارامتر پرش غالب در مدل مورد نظر، وجود يك جفت نوار شبه تخت را در تراز فرمي تعيين ميكند. همچنين قاعده اي تواني براي رفتار شكاف انرژي بر حسب عرض نوار براي نانو نوارهاي با مرز زيگزاگ و دسته صندلي به دست آورده ايم. بر اساس اين مدل ، نانونوارهاي دسته صندلي همگي نيم رسانا مي باشند كه با اعمال ميدان الكتريكي عرضي در آنها ، شكاف انرژي كاهش يافته و در نهايت يك گذار عايق به فلز رخ مي دهد. براي عرضه اي كوچك نوار، رفتار نادري ديده مي شود كه آن را به برهم كنش محدود ميان لبه ها نسبت داده ايم.

In this study, we analyze the origin of edge modes in zigzag posphorene(zPNRs) nanoribbons and the band structure properties of zigzag nanoribbons and armchair nanoribbons (aPNRs), using five parameter tight-binding approximation. In zPNRs, the ratio of the two dominant hopping parameters indicates the existence of a pair of separate quasi-flat bands at the Fermi level.We also investigated the scaling laws of the band gaps versus ribbon widths for the armchair and zigzag phosphorene nanoribbons. In aPNRs, the transverse electric field along the ribbon width enhances the band gap closure by shifting the energy of the valence and conduction band edgestates . For small widths, further increase in the field strength widens the gap, owing to the finite effective interactions between the opposite edge states.