ويژگي‌هاي ساختاري، الكتروني و اپتيكي انبوهه و تك لايۀ دي كلكوژنيدهاي آهن FeX2 (X=S, Se, Te) با استفاده از نظريه تابعي چگالي

در اين مطالعه ويژگي هاي ساختاري، الكتروني و اپتيكي دي كلكوژنيدهاي آهن FeX2 (X=S, Se, Te) در حالت انبوهه و تك لايه با استفاده از روش امواج تخت بهساخته خطي با پتانسيل كامل (FPLAPW) در چارچوب نظريه تابعي چگالي (DFT) و با استفاده از كد محاسباتي Wien2k مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده نشان مي دهند كه تركيبات FeX2   در حالت انبوهه، نيمه رساناي غيرمغناطيسي با شكاف مستقيم در نقطه گاما هستند. در حالي كه اين تركيبات در حالت تك لايه، فرومغناطيس بوده و ويژگي فلزي از خود نشان مي دهند. ساختار نواري و شكاف انرژي انبوهه FeX2 با تقريب هاي GGAPBE و GGAmbj محاسبه و مورد مقايسه قرار گرفته اند. نتايج حاصله نشان مي دهد كه تابع بك جانسون مقدار بهتري براي شكاف انرژي پيشنهاد مي دهد. تمامي طيف هاي اپتيكي مانند قسمت حقيقي و موهومي تابع دي الكتريك، ضريب جذب، ضريب بازتاب، ضريب شكست، ضريب خاموشي، رسانندگي و طيف اتلاف انرژي الكترون در هر دو حالت انبوهه و تك لايه محاسبه و نتايج گزارش و بررسي شده است. با توجه به نتايج بدست آمده در محدوده انرژي فرابنفش، ضريب جذب و ضريب بازتاب تمامي تركيبات FeX2  در حالت انبوهه به مراتب بيشتر از حالات تك لايه است و با توجه به مقدار كمابيش بزرگ اين ضرايب، استفاده از ساختارهاي انبوهه به منظور محافظ موج الكترومغناطيس فرابنفش در اين محدوده انرژي مفيدتر است. در حالي كه در محدوده نور مرئي، با توجه به يكسان بودن ضريب جذب و كمتر بودن ضريب بازتاب حالت تك لايه نسبت به حالت انبوهه، استفاده از ساختارهاي تك لايه به منظور لايه هاي جاذب در سلول هاي خورشيدي داراي بازدهي بيشتري مي باشد. ضريب جذب بالا و پهن در ناحيه نورمرئي و فرابنفش ، اين تركيبات را گزينه هاي مناسبي براي استفاده در ابزار فوتوالكتريك و سلول هاي خورشيدي مي كند. لازم به ذكر است، از آنجايي كه تركيبات تك لايه داراي ويژگي مغناطيسي مي باشند، تمامي محاسبات حالت تك لايه در حالت اسپين قطبيده انجام شده است.