طراحي و مدل سازي اتمي سوئيچ الكترومكانيكي لغزشي چند حالته مبتني بر نانو نوارگرفايني آلفا دو لايه

در اين پژوهش طراحي و مدلسازي اتمي سوئيچ الكترومكانيكي لغزشي چند حالته مبتني بر نانو نوار گرفايني آلفا دولايه با بهره گيري از نظريه تابعي چگالي و تركيب آن با تابع گرين غيرتعادلي ارائه ميشود. ساختار سوئيچ پيشنهادي به صورتي است كه لايه گرفاين زيرين ثابت و لايه بالايي آن متحرك است. چينشهاي متمايز از طريق حركت لايه بالايي نسبت به لايه پاييني در راستاي محور افقي و با فواصل جابجايي 9.44Å ، 8.41 Å، 3.97 Å ،2.61 Å، 1.36 Å, و 12/06Å ايجاد ميشود و اين حالتهاي قرارگيري به ترتيب AA، Aa2,AB2,,AB,Aa,Ab , نام گذاري شده اند. چينشهاي مذكور باعث ميشود مقدار جريان سوئيچ پيشنهادي در هر حالت به طور چشمگير تغيير كند. براي بررسي دقيقتر جريان سوئيچ پيشنهادي در ولتاژهاي باياس معين، طيف انتقال، ساختار نوار انرژي، طيف انرژي مولكولي، هاميلتونين خودسازگار تصويرشده مولكولي و مسيرهاي انتقال محلي محاسبه ميشود. نتايج مدلسازي نشان ميدهد كه مقدار ضريب سوئيچنگ جرياني افزاره پيشنهادي بسته به نوع چينش اتمي دولايه از حالتي به حالت ديگر به طور قابل توجهي تغيير ميكند. بيشترين ضريب سوئيچينگ افزاره پيشنهادي به ميزان 34، در ولتاژ باياس 0.6 و بين دو حالتAa2 و AA حاصل ميشود. براساس نتايج بدست آمده با جابجايي كنترل شده دو لايه گرفايني نسبت به يكديگر ميتوان سوئيچ لغزشي چند حالته كاربردي درحوزه نانوالكترومكانيك ارائه داد. در كنار رفتار مناسب سوئيچينگ، نتايج استخراج شده در سه حالت Aa،AB2 و AA، مقاومت ديفرانسيلي منفي را نمايان ميكند كه قابليت استفاده سوئيچ پيشنهادي در ادوات كوانتومي تونلي را نيز ميسر ميكند. بيشترين مقدار مقاومت منفي مشاهده شده در حالت AB2 مي باشد كه به اندازه KΩ عدد 884.95 است.