بهبود حساسيت نانو نوارهاي فسفرين در تشخيص مولكول گاز H2S

Enhancement of H2S detection in phosphorene nanoribbons

در اين مقاله با استفاده از نظريه ي تابعي چگالي در تركيب با تابع گرين غير تعادلي به بررسي مشخصات الكترونيكي و انتقالي نانو نوار فسفرين آرمچير خالص و همچنين نانو نوارهاي فسفرين آرمچير آلاييده با اتم هاي سيليكن و گوگرد قبل و بعد از جذب مولكول گاز سولفيد هيدروژن (H2¬S) پرداخته شد. هدف از انجام اين كار، پيدا كردن سطوح مناسب براي جذب اين مولكول بود. بعد از انجام فرايند واهلش، نتايج نشان داد كه جذب فيزيكي اين مولكول در هر سه ساختار رخ داده است. ميزان انتقال بار و تغييرات انرژي فرمي بعد از جذب مولكول گاز نشان مي دهد كه بار ساختار نانو نوار آرمچير فسفرين خالص و آلاييده شده با سيليكن افزايش يافته است، اما بار نانو نوار فسفرين آرمچير آلاييده با گوگرد بعد از جذب كاهش يافته است. مقايسه ويژگيهاي الكترونيكي و انتقالي قبل و بعد از جذب مولكول نشان مي دهد برخلاف نانو نوار فسفرين خالص، نانو نوار فسفرين آلاييده با اتم هاي سيليكن و گوگرد سطوح مناسبي براي تشخيص مولكول گاز H2¬S هستند و حساسيت آنها در ولتاژ باياس 2 ولت به ترتيب حدود 25/14 و 38 درصد مي باشد.

In this paper, we used first principle Density Functional Theory calculations in combination with Non Equilibrium Greens Function to investigate the electronic and transport properties of pristine, S and Si doped APNRs before and after the adsorption of H2S molecule. Our purpose was to find a proper surface to adsorb this molecule. After the process of relaxation, the results showed that the physical absorption of this molecule occurred in all three structures. The amount of charge transfer and the changes in Fermi level showed that after the adsorption, the charge of pristine and Si doped APNR increase, while the charge of S doped APNR decreases. Comparison of electronic and transport properties before and after the adsorption show that S and Si doped APNR against the pristine APNR are the proper surfaces to sense H2S and their sensitivity at bias 2v are about 38% and 14.25% respectively.