اثرات نقص استون- ولز بر خواص الكتريكي نانونوارهاي گرافن

The effects of Stone-Wales defect in electronic and optical properties of Graphene nanoribbons

با استفاده از نظريه تابع چگالي به محاسبه و تحليل ويژگي هاي الكترونيكي و نوري نانونوارگرافن آرمچر داري نقص استون-ولز مي پردازيم. نقص مورد نظر با چرخش 90 درجه يك پيوند كربن-كربن شكل مي گيرد. نقايص توپولوژيكي در شبكه كربني لانه زنبوري، مانند نقص استون ولز (جفت هايي از پنج و هفت ضلعي كه توسط چرخش 90 درجه يك پيوند C-C ايجاد ميشود) در گرافن رخ مي دهد و مرتبط با رفتارهاي ساختاري و مكانيكي است. كه در اين كار، ما روي اثراتي از نقص استون ولز در ساختارهاي ثابت، با خواص الكترونيكي و نوري از نانونوارگرافن آرمچر تمركز كرديم. نتايج ساختار هندسي بدست آمده بعد از فرايند كامل آرامش نشان ميدهد با وجود اين نقص، مسطح بودن ورق گرافن حفظ ميشود. همچنين گاف نواري در حضور اين نقص براي نانونوارگرافن كاهش مي يابد. نانونوار در حضور اين نقص فاقد چگالي حالت در انرژي فرمي است، كه نانونوار در حضور اين نقص همچنان نيمه رسانا باقي ميماند. از بررسي ميزان ضريب پاسخدهي نوري اين نتيجه حاصل شد كه اين نقص باعث افزايش ميزان ضريب پاسخدهي نسبت به حالت خالص نانونوار شده است.

Using the density functional theory, we calculate and analyze the electronic and optical properties of the graphene nanoribbon with the Stone-Wales (SW) defects. The defect is formed by 90° rotation of a C-C bond. The topological defects in the honeycomb carbon network occur like the Stone-Wales defect in graphene which is related to structural and mechanical behaviors. In this work, we focus on the effects of the Stone-Wales defect in fixed structures, with electronic and optical properties of the armchair graphene nanoribbons. The results of the geometric structure after the complete relaxation process show that despite this defect, the flatness of the graphene sheet is maintained. Furthermore, the band gap reduces for the nanoribbons. In the presence of this defect, the nanoribbons have no density of states at the Fermi level, thus it remains a semiconductor. The study on the optical responsivity shows that this defect increases its value in comparison with the pure nanoribbons.