اثر ميدان الكتريكي بر خواص توپولوژيك دولايه‌اي بور دوبعدي با استفاده از محاسبات DFT و توابع وانير

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

كارشناسي ارشد

در دهه هاي اخير، پژوهش در مورد خواص توپولوژيك با استفاده از محاسبات ساختار الكتروني بلورها، مورد توجه بسياري از پژوهشگران حوزه ي فيزيك ماده چگال قرار گرفته است. اين پژوهش ها با كشف اثركوانتومي هال و عايق هاي توپولوژيك آغاز شد و اخيراً شبه فلزات توپولوژيك مورد توجه قرار گرفته اند. عايق ها و شبه فلزات توپولوژيك خواص منحصر به فردي از خود ارائه مي دهند كه اين خواص مربوط ساختار الكتروني خاصِ آن ها در فضاي وارون است. محاسبات ابتدا به ساكن نقش مهمي در شناسايي و مطالعه انواع فازهاي توپولوژي مواد دارد. در يك پژوهش اخير، در يكي از دولايه اي هاي بور با گروه فضايي(174) P6 ̅ خواص توپولوژيك مشاهده شده است. نتايج به دست آمده از اين پژوهش، وجود يك گره چين ديراك و يك گاف شبه فلزي صفر را در اين ماده تأييد نمود. همچنين جرم مؤثر حامل هاي بار در اطراف سطح فرمي، صفر است و سرعت فرمي قابل مقايسه با گرافن مي باشد. در اين پايان نامه، با استفاده از بسته هاي محاسباتي WIEN2K،Wannier90 وWannierTools، حالت هاي لبه اي/سطحي ، نمايش ساختار نواري در دوبعد و سه بعد و ناورداي توپولوژيك Z_2 را براي اين ماده محاسبه كرديم. سپس اثر ميدان الكتريكي بر خواص توپولوژيك اين شبه فلز بررسي شد. در مجموع مشخص شد، اعمال ميدان الكتريكي بر اين ماده، در دو حالت موجب يك گذار فاز توپولوژيك مي شود. در حالت وجود برهمكنش اسپين-مدار، با اعمال ميدان الكتريكي، يك گذار فاز از يك عايق توپولوژيك به يك عايق معمولي داريم. در حالتي كه از برهمكنش اسپين-مدار، صرفنظر شود، با اعمال ميدان الكتريكي، يك گذار فاز از يك شبه فلزتوپولوژيك به يك عايق داريم. مطالعات بيشتر در اين زمينه مي¬تواند منجر به پيشنهاداتي براي كاربرد اين ماده در ترانزيستورهاي اثر ميدان شود.

220812

ماده چگال

فيزيك

دانشگاه صنعتي اصفهان