P7. شبيه‌سازي جريان نوري در نانونوار سيليسن زيگزاگ

Simulation of photocurrent in zigzag silicene nanoribbon

در پژوهش حاضر ما با استفاده از حل خودسازگار تابع گرين غيرتعادلي، درحضور برهم‌كنشهاي الكترون- فوتون و اسپين- مدار، به بررسي خواص ترابرد نوري نانوترانزيستور مبتني‌بر نانونوار سيليسن زيگزاگ تحت تابش نور ( مادون قرمز، مرئي و فرابنفش) با شدت ثابت مي‌پردازيم. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه اگرچه اعمال برهم‌كنش اسپين- مدار تاثيري روي انرژي خطوط جذب نوري ندارد، ولي افزايش شدت اين برهم‌كنش، منجر به افزايش پهناي پيكهاي بازده كوانتومي مي‌گردد. بنابراين استفاده از نانوساختارهاي دوبعدي داراي برهم‌كنش اسپين- مدار قويتر (مانند ژرمانن، فسفرن و غيره) در ادوات نوري، دقت اين ادوات به‌منظور كاربردهاي آشكارسازي را كاهش مي‌دهد. همچنين براساس نتايج اين پژوهش، مي‌توان با تغيير عرض نانونوار سيليسن زيگزاگ مكان مهمترين پيك جريان نوري را تغيير داد، ولي ميزان اين تغيير براي نانونوارهاي عريض‌تر بسيار ناچيز بوده و تاثيري بر محدوده پاسخدهي نوري ندارد. به‌طوركلي نانوترانزيستور شبيه‌سازي‌شده مبتني‌بر نانونوار سيليسن زيگزاگ با عرضهاي متفاوت و در حضور برهم‌كنش اسپين- مدار با شدتهاي مختلف جهت آشكارسازي امواج نوري در محدوده طول موجي مرئي و مادون‌قرمز مناسب مي‌باشد.

The optoelectronic properties through phototransistor based on zigzag silicene nanoribbon (ZSiNR) under illumination (infrared, visible and ultraviolet) with constant intensity, is investigated by means of self-consistent nonequilibrium Green’s function (NEGF) formalism in the presence of electron-photon and spin-orbit interactions (SOI). The results show that, although the SOI does not affect the optical absorption lines, but increasing it’s strength will result in an increase the width of quantum efficiency’s peaks. So, the photodetection sensitivity of nanodevices based on two dimensional nanostructures with stronger SOI (such as germanene, phosporene and etc.) decreases. Also, one could vary the location of the most important peak of photocurrent by changing the nanoribbon width, but this variation is not significant for more wider nanoribbons and does not affect the photoresponsivity. In general, simulated phototransistor based on ZSiNR with different width in the presence of various SOI couplings, could detect incident light in the range of visible and infrared wavelengths.