ويژگي هاي ساختاري و الكتروني ورقه هاي تك لايه WS2, WSe2, NbS2 و NbSe2 : محاسبات اصول اوليه

Structural and Electronic Properties of Single-Layer WS2, WSe2, NbS2 and NbSe2 Sheets: First Principles Calculations

اين مقاله، با استفاده از محاسبات اصول اوليه مبتني بر نظريه تابعي چگالي، خواص ساختاري و الكتروني ورقه هاي تك لايه متشكل از اتم هاي كالكوژن(S يا Se) و فلزات واسطه ( Wيا Nb) بررسي شده اند. پارامترهاي واهلش يافته ساختاري (ثابت شبكه، طول پيوند، ضخامت ورقه و ...)، انرژر همدوسي، انرژي تشكيل، نمودارهاي چگالي حالات، ساختار نواري و چگالي بار دوبعدي براي هر يك از اين مواد ارائه شده است. نتايج نشان مي دهند كه ورقه هاي دو بعدي WS2 و WSe2 هر دو نيمه رسانا و به ترتيب داراي گاف نواري مستقيم و غير مستقيم هستند، در حالي كه ورقه هاي دو بعدي NbS2 و NbSe2 هر دو رسانا هستند.

In this paper, using the first-principles calculations based on density functional theory (DFT), the structural and electronic properties of single-layer sheets composed of chalcogenides (S or Se) and transition metals (W or Nb) have been studied. We find the structural relaxed parameters (lattice constant, bond lengths, thickness of sheet, etc.), cohesive and formation energies, density of states and band structure diagrams as well as corresponding charge differences for each of these materials. The results show that the WS2 and WSe2 2Dsheets are semiconductors with direct and indirect band gaps, respectively, while the NbS2 and NbSe2 2D-sheets are conductors