پيش يابي و بررسي خواص الكتريكي نانو ساختار دوبعدي سيليسيم ژرمانيم فسفيد (4SiGeP) با استفاده از روش ابتدا به ساكن

First principles prediction of 2D SiGeP4 monolayer: electronic properties investigation

اين مقاله نانوساختار دوبعدي سيليسيم ژرمانيم فسفيد (4SiGeP) را در فاز پنج گوشي با استفاده از محاسبه هاي ابتدا به ساكن مبتني بر نظريه ي تابعي چگالي و با بهره گيري از نرم افزارهاي وين و كوانتوم اسپرسو و متريالز استوديو پيش يابي نموده و خواص الكتريكي آن را مورد بررسي قرار مي دهد. پايداري ترموديناميكي، ديناميكي و گرمايي اين نانو ساختار به ترتيب با محاسبه ي انرژي همبستگي ساختار، نمودار پاشندگي فونوني و شبيه سازي ديناميك مولكولي ارزيابي و تأييد شده است. نتيجه هاي محاسبه ها نشان مي دهد كه تك لايه ي سيليسيم ژرمانيم فسفيد يك نيم رساناي غير مستقيم با گاف انرژي حدود eV 1/95 است كه با اعمال كشش و كرنش دوبعدي قابل تنظيم است. ويژگي هاي منحصربه فرد اين نانو ساختار امكان استفاده از آن را در ابزارهاي الكترونيكي در مقياس نانو و به طور خاص در حسگرهاي الكترو-مكانيكي فراهم مي كند.

Since the discovery of graphene in 2004, two-dimensional (2D) materials have attracted broad interest due to their outstanding electronic and optical properties. In 2014, a new carbon allotrope named penta-graphene ids theoretically was predicted. The advent of penta-graphene inspired various explorations for new pentagonal 2D nanostructures. In this paper, by using the first- principles calculations based on the density functional theory as implemented in Wien2K, Quantum Espresso, and Material Studio codes, a new two- dimensional pentagonal SiGeP2 monolayer is predicted. The structural, kinetic, and thermal stabilities of the newly found monolayer are evaluated and confirmed by cohesive energy computation, phonon dispersion calculation, and first- principles molecular dynamics simulations, respectively. The electronic properties investigations reveal that the predicted monolayer has a strain tunable indirect bandgap of 2.95 calculated by the GGA-PBE level of theory. Through, the presence of a narrow phonon bandgap between acoustic and optical modes suggests its application in electro-mechanical resonators.