بررسی خواص ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی MoS2 آلایش یافته با Co

محورهای موضوعی : تحقیقات در علوم مهندسی سطح و نانو مواد

مظفر کاظم ربیع ¹ , آزاده اعظمی ²

1 - گروه فیزیک، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2 - گروه فیزیک، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

تاریخ دریافت : 1402/02/09 تاریخ پذیرش : 1402/03/18 تاریخ انتشار : 1402/03/01

کلید واژه: Co, کوانتوم اسپرسور MoS2, چگالی حالات کلی و جزئ, ساختار نواری,

چکیده مقاله :

در این مقاله خواص ساختاری و الکترونی ترکیبات MoS2 و MoS2 آلایش یافته با Co در دو حالت غیر مغناطیسی و مغناطیسی در چارچوب نظریۀ تابعی چگالی با کد محاسباتی کوانتوم اسپرسو در دو تقریب تبادلی همبستگی شیب تعمیم یافته بررسی شد. همچنین چگالی موضعی از نوع بار پایسته مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه ثابت های شبکه، محاسبه شده با سایر نتایج گزارش شده همخوانی داشته است. نتایج حاصل از ساختار نواری و چگالی حالت ها برای ترکیب MoS2 خاصیت نیم رسانایی را نشان داده است. ساختار نواری و چگالی حالت ها برای ترکیب MoS2 آلایش یافته با Co در حالت غیر مغناطیسی خاصیت فلزی و در حالت مغناطیسی خاصیت فرو مغناطیس ضعیف و ماهیت فلزی را نشان داده است. چگالی حالت های جزئی برای ترکیب MoS2 نقش اربیتال d اتم مولیبدن و اربیتال pاتم گوگرد را نشان می دهد و برای MoS2 آلایش یافته با Co نقش اربیتال d اتم کبالت و اربیتال d اتم مولیبدن و اربیتال p اتم گوگرد را نشان داده است. برای مقایسه خواص ساختاری، ساختار ترکیب MoS2 بعد از آلایش با Co از ساختار هگزاگونال به ساختار تتر اگونال تبدیل می شود. نتایج با کارهای پیشین سازگار بوده است.

منابع و مأخذ:

[1] D. Dumcenco, D. Ovchinnikov, K. Marinov, P. Lazic, M. Gibertini, N. Marzari, et al., "Large-area epitaxial monolayer MoS₂," ACS nano. 9 (2015) 4611-4620.

[2] N. N. Hieu, V. V. Ilyasov, T. V. Vu, N. A. Poklonski, H. V. Phuc, L. T. Phuong, et al., "First principles study of optical properties of molybdenum disulfide: From bulk to monolayer," Superlattices and Microstructures. 115 (2018) 10-18.

[3] S. Eremeev, V. Men'Shov, V. Tugushev, P. M. Echenique, and E. V. Chulkov, "Magnetic proximity effect at the three-dimensional topological insulator/magnetic insulator interface," Physical Review B. 88 (2013) 144430.

[4] X. Ma, X. Zhao, and T. Wang, "Effect of strain on the electronic and magnetic properties of an Fe-doped WSe 2 monolayers," RSC advances. 6 (2016) 69758-69763.

[5] S. Huang, R. Chang, T.-C. Leung, and C. T. Chan, "Cohesive and magnetic properties of Ni, Co, and Fe on W (100), (110), and (111) surfaces: A first-principles study," Physical Review B. 72 (2005) 075433.

[6] L. E. Hueso, J. M. Pruneda, V. Ferrari, G. Burnell, J. P. Valdes-Herrera, B. D. Simons, et al., "Transformation of spin information into large electrical signals using carbon nanotubes," Nature. 445 (2007) 410413

 [7] N. Singh and U. Schwingenschlögl, "A route to permanent valley polarization in monolayer MoS2," Advanced Materials. 29 (2017) 1600970.

[8] C. e. N. e. R. Rao, A. e. K. Sood, K. e. S. Subrahmanyam, and A. Govindaraj, "Graphene: the new two‐dimensional nanomaterial," Angewandte Chemie International Edition. 48 (2009) 7752-7777.    

 [9] H. Li, M. Cheng, P. Wang, R. Du, L. Song, J. He, et al., "Reducing Contact Resistance and Boosting Device Performance of Monolayer MoS₂ by In Situ Fe Doping," Advanced Materials. 34 (2022) 220088.

 [10] P. Giannozzi, S.Baroni, et al; Matteo Calandra; “QUANTUM ESPRESSO: a Modular and OpenSource Software Project for Quantum Simulations of Materials”; J. Phys. Condens. Matt, 21 (2009).

[11]         L. Wei, C. Jun-fang, H. Qinyu, and W. Teng, "Electronic and elastic properties of MoS₂," Physica B: Condensed Matter. 405 (2010) 2498-2502.

[12]  M. Yin, X. Wang, W. Mi, and B. Yang, "First principles prediction on the interfaces of Fe/MoS₂, Co/MoS₂ and Fe3O₄/MoS₂," Computational Materials Science. 99 (2015) 326-335.