بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله خواص اپتیکی یک نقطه کوانتومی گرافین با 24 اتم کربن یک بار به صورت خالص و بار دوم به همراه ناخاصی اتم منگنز با استفاده از روش تئوری تابعی چگالی و به کار بردن تقریب چگالی موضعی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد وجود ناخالصی باعث جابجایی ماکزیمم تابع پاسخ دی الکتریک و همچنین ماکزیمم تابع اتلاف به سمت فرکانس های پایین تر و کاهش تعداد ماکزیمم نسبی آن می گردد.
کلید واژه- تابع پاسخ دی الکتریک ، تئوری تابعی چگالی، تقریب چگالی موضعی، نقطه کوانتومی،
مقدمه
گرافین یکی از داغ ترین موضوعات برای فیزیکدانان در دهه حاضر می باشد [1-2]که ساختار آن تشکیل یافته از یک لایه دوبعدی از اتم های کربن با ساختار شبکه ای لانه زنبوری است که پس از ساخت آن در سال 2004 مورد توجه بسیار قرار گرفته است. ساختار نواری گرافین مخروطی است به گونه ای که نوارهای ظرفیت و رسانش در منطقه اول بریلئون در شش نقطه موسوم به نقاط دیراک با یکدیگر در تماس اند که این خود باعث ایجاد خواص کاملاً متمایزی با فلزات و نیم رسانا ها می شود. درواقع الکترونها در گرافین به صورت فرمیون های دیراک دو بعدی بدون جرم رفتار می کنند. [1-3] این ماده اولین ساختار دو بعدی یافت شده در طبیعت است که پایداری بسیار بالایی دارد. اضافه بر اسپین معمولی الکترون ها در گرافین دارای درجات آزادی شبه اسپین نیز می باشند، شبه اسپین نشان دهنده درجات آزادی زیر شبکه ها در ساختار لانه زنبوری گرافین است 2]و.[4-7 یکی دیگر از ویژگی های جالب توجه گرافین باز شده گاف در ساختار الکترونی آن است.
معادلات و روشها
در این مقاله محاسبات عددی ساختار های الکتریکی گرافین با استفاده از تئوری تابعی چگالی و همچنین با استفاده از کد های برنامه ABINIT مطالعه شده است. در محاسبات شبه پتانسیل های خیلی نرمی بکار می بریم و انرژی قطع موج را 25 erg انتخاب می کنیم. نمونه حاضر در یک ابریاخته به فرم 10 10 20bohr3 اختیار شده است و تعداد 8 8 1 نقطه در منطقه اول بریلئون فضای k با الگوی Monkhorst-Pack انتخاب گردیده است. در این محاسبات ابر یاخته مذکور با ابعاد 10 10 در صفحه xy می باشد و یک لایه خلأ در فاصله 20bohr ، بالای این صفحه در نظر گرفته شده است.در مرحله بعد یکی از اتم های کربن را برداشته و به جای آن اتم منگنز قرار می دهیم. موقعیت مکانی اتم منگنز جایی است که مینیمم انرژی نقطه کوانتومی نسبت به حجم، بدست می آید. دیگر پارامتر های اولیه نقطه کوانتومی دارای ناخالصیمنگنز را دقیقاً مشابه نقطه کوانتومی خالص در نظر می گیریم. همه محاسبات با در نظر گرفتن تقریب چگالی موضعی - - LDA به دست آمده اند.
خواص اپتیکی
