مهران قلی پور شهرکی

پنتاگرافن یکی از آلوتروپ‌های دوبعدی جدید کربن است که باتوجه‌به شکاف‌نواری که دارد، به‌عنوان یک نیم‌رسانا، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب‌کرده‌است. پنتاگرافن باتوجه‌به خواص منحصر‌به‌فرد مانند خواص مکانیکی، الکترونیکی و نوری، پایه‌ای برای ساخت سایر پنج‌ضلعی‌های کربنی می‌باشد. ازجمله مشتقات پنتاگرافن می‌توان به پنتانانولوله‌ها، پنتانانونوارها و پنتاگرافن عامل‌دار اشاره‌کرد. برای بررسی شکاف‌نواری و درنتیجه خواص الکترونیکی این ماده می‌توان از روش‌هایی مختلف مانند نظریه‌ی تابعی‌چگالی و بستگی‌قوی استفاده‌کرد. شکاف‌نواری پنتاگرافن در محاسبات نظریه‌ی تابعی چگالی eV25/3 محاسبه‌شده‌است و در روش بستگی‌قوی با واردکردن هرچه بیشتر عوامل موثر بر ساختارنواری در محاسبات، نتایج به‌دست‌آمده به این عدد نزدیکتر است. دراین‌تحقیق بادرنظرگرفتن عوامل جهش، همپوشانی و انرژی‌های‌محلی، بررسی نزدیک‌ترین سلول‌های همسایه و با شبیه‌سازی ازطریق نرم‌افزار پایتون، شکاف‌نواری پنتاگرافن eV3084/3 به‌دست‌آمده‌است. بادرنظرگرفتن تاثیر تعداد بیشتری از همسایه‌ها در محاسبات، عدد محاسبه‌شده برای شکاف‌نواری این ماده در این روش، با عدد محاسبه‌شده در روش نظریه‌ی تابعی چگالی تطابق بهتری پیدامی‌کند. درادامه‌ی تحقیق، با اعمال میدان‌الکتریکی‌عمودی بر ساختار پنتاگرافن، ساختار‌نواری و چگالی‌حالت‌ها رسم‌شده و تاثیر میدان بر شکاف‌نواری مورد مطالعه قرارگرفته‌است. باتوجه‌به شبیه‌سازی‌های انجام‌شده مشخص‌شده‌است شکاف‌نواری پنتاگرافن با افزایش قدرت میدان، تقریبا به‌صورت خطی کاهش‌می‌یابد