بررسي خواص الكتريكي و اپتيكي گرافن با زير لايه BC3

Investigation of the electro-optical properties of graphene with BC3 substrate

در اين مطالعه، خواص الكتريكي و اپتيكي گرافن با زير لايه BC3 بررسي مي شوند. محاسبات با استفاده از روش امواج تخت بهبود يافته خطي با پتانسيل كامل، بر پايه نظريه تابعي چگالي انجام شده است. محاسبه انرژي كل دو حالت برهم چينش AA و AB نشان مي دهد كه حالت AB پايدارتر از حالت AA است. محاسبه ساختار نواري نشان مي دهد كه گرافن با زيرلايه BC3 داراي گاف نواري كوچك به اندازه eV 0.15 در نقطه K است.گاف نواري ايجاد شده با تغيير فاصله بين لايه اي گرافن و BC3 قابل تغيير است. تابع دي الكتريك گرافن با زير لايه BC3 را مي توان به صورت بر هم نهي از تابع دي الكتريك گرافن ايزوله و نانو صفحه BC3 تك لايه در نظر گرفت كه برهم كنش بين لايه ها باعث جابجايي مكان پيكها مي شود. وجود گاف انرژي قابل كنترل در گرافن با زير لايه BC3، آن را به يك كانديداي مناسب براي استفاده در ترانزيستورهاي اثر ميداني تبديل مي كند.

In this article, the electronic and optical properties of graphene with BC3 substrate are investigated. The calculations are performed on the basis of full potential linearized augmented plane waves in the framework of density functional theory. The total energy calculations of AA and AB configurations show that the AB stacking configuration is more stable than AA stacking configuration. The monolayer graphene has zero band gap while graphene with BC3 substrate has a small band gap of 0.15 eV at K point. The intrinsic properties of graphene such as linear dispersion of electronic bands near the K point and high carrier mobility are retained in the graphene with BC3 substrate. The dielectric function of graphene with BC3 substrate can be considered as the superposition of dielectric function of graphene and BC3 monolayer where the interaction between graphene and monolayer BC3 leads to the shift of peak positions. These results can be used in designing new opto-electronic devices such as field effect transistors.