تأثير امتزاز بعض الجزيئات على الخصائص الإلكترونية والبصرية للطبقة الأحادية HfSSe
Effect of Some Molecules Adsorption on the Electronic and Optical Properties of HfSSe Monolayer
- الباحث
- غفران فلاح ابراهيم حسن
- المشرف
- شروق صباح عبد العباس
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- كلية التربية للعلوم الصرفة / الفيزياء
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- HfSSe Monolayer; Gas Adsorption; Density Functional Theory; Optical Properties
الملخص
تم استخدام نظرية الكثافة الوظيفية ( (DFTلدراسة الخصائص الالكترونية و البصرية و الامتزاز لجزيئات الغاز (CO , CO2 , NO , NO2 , SO2 ) على الطبقة الاحادية HfSSe (Se,S) . في البداية , تم حساب خصائص الطبقة الاحادية HfSSe البكر تم تقدير فجوة النطاق ل HfSSe (Se,S) لتكون 0.626) eV) التي تسمح بسلوك اشباه الموصلات . يمكن ان تصل معاملات الامتصاص ل HfSSe البكر الى 106 cm -1 , وهي مماثلة للخلايا الشمسية لبيروفسكايت . تظهر النتائج ان امتزاز الغازات يحدث في مواقع مختلفة على الطبقة الاحادية التي تمت دراستها . ومع ذلك , فأن جميع طاقات الامتزاز سلبية وامتزاز جزيئات الغاز على هذه الطبقة الاحادية يخضع لتفاعل الامتزاز الفيزيائي , وبالتالي يمكن استخدامها للكشف عن جزيئات الغاز . وقد تم التوصل الى ان التفاعلات بين الطبقة الاحادية المذكورة اعلاه وجزيئات الغاز هي تتاثر بنية نطاق الطاقه للطبقة الاحادية بشكل كبير . و بالاضافة الى ذلك , فان هياكل الحزمة للطبقة الاحادية HfSSe (Se , S ) بعد امتزاز غاز NO تكون موصلة . بالاضافة الى ذلك , فأن هياكل الحزمة في الطبقة الاحادية HfSSe بعد امتزاز غاز SO2 , فجوات الحزمة في الانظمة الممتزه في HfSSe للSe هي موصلة و فجوة الحزمة في HfSSe لل S هي ((0.025 eV . يمكن ان تكون الخصائص البصرية لهذة الطبقة الاحادية يمكن تعديلها عن طريق امتزاز جزيئات الغاز . معامل الانكسار للطبقة الاحادية HfSSe لل S اكبر من تلك الموجودة في الطبقة الاحادية HfSSe لل Se , وتصل الى 2.50 و 2.31 للغازات ال CO2 و SO2 , على التوالي . من ناحية اخرى , تحدث قمم انعكاس الطبقة الواحدة في نطاق منطقة الاشعة فوق البنفسجية التي تتفق مع معامل الامتصاص . الى جانب ذلك , لا تتجاوز القيمة القصوى للانعكاسية في الانظمة الممتزة 60% . وقد تم التوصل الى ان الHfSSe احادي الطبقة هو الاكثر ملائمة كمستشعر لغاز CO , CO2 , NO , NO2 , SO2 بسبب وجود عملية الامتزاز . و اخيرا , توفر الحسابات طريقة فعالة لتعديل الخصائص الالكترونية والبصرية للطبقة الاحادية HfSSe لتطبيقات الاجهزة البصرية والنانوية .
Abstract
The density functional theory (DFT) method have been used to study the electronic, optical and the adsorption properties of (CO,CO2,NO,NO2 and SO2) gas molecules on HfSSe (Se and S) monolayer. Initially, the properties of pristine HfSSe monolayer are calculated. The band gap of HfSSe (Se and S) monolayer is estimated to be (0.620eV), which authorize the semiconducting behavior. The absorption coefficients of pristine HfSSe can reach to 106 cm-1,which are comparable to the Perovskite solar cells. The results show that the adsorption of gases occurs at different sites on the studied monolayer. However, all the adsorption energies are negative and the adsorption of gas molecules on this monolayer undergoes physisorption interaction, thus they can be used to detecting gas molecules. It has been calculateded that the interactions between above mentioned monolayer and the gas molecules are the energy band structure of the monolayer are substantially affected. In addition, band structures of HfSSe (Se,S) monolayer after the adsorption of NO gas that it is conductive. In addition, band structures of HfSSe monolayer after the adsorption of SO2gas ,the band gaps of the adsorbed systems in HfSSe of Se is conductive and the band gap in HfSSe of S is (0.025 eV). The optical properties of this monolayer can be modified by the adsorption of gas molecules. The refractive indices of HfSSe-S monolayer are larger than that in HfSSe-Se monolayer, and reach to 2.50 and 2.31 of CO2 and SO2gases,respectively. On the other hand, the reflection peaks of the monolayer occur in the UV region range which agrees with the absorption coefficient. Besides, the maximum value of reflectivity in the adsorbed systems does not exceed 60%. It has been concluded that the HfSSe monolayer is more suitable as a gas sensor for CO,CO2,NO,NO2 and SO2 due to the existence of the desorption process. Finally, the calculations provide an effective method to modulate the electronic ,and optical properties of the HfSSe monolayer for optoelectronic and nanodevices applications.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.