دراسة أولية لخصائص الهياكل غير المتجانسة ثنائية الطبقة لـ MoS2-الجرافين
A First Principal Study of Properties of MoS2-Graphene Bilayer Heterostructures
- الباحث
- سرمند جمعه مرعان حمد
- المشرف
- أنور مصطفى عزت الفيضي
- الجامعة
- جامعة الموصل
- الكلية / القسم
- كلية العلوم / قسم الفيزياء
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- MoS2 ; Graphene ; DFT ; Bilayer Heterostructures
الملخص
بدراسة امكانية حسابات المبادئ الاولية من خلال استخدام نظرية (DFT) على الطبقة الاحادية (81052) والجرافين والهيكل غير المتجانس (Gr- MoSz) وقد تم دراسة الاستقرارية و الخواص المرنة و الميكانيكية و الالكترونية و البصرية للتراكيب السداسية الثلاث الجرافين و (MoS2) و الهيكل غير المتجانس (Gr- MoS2) تم حساب فجوة الطاقة وكل من كثافة المستويات الجزئية والكلية من خلال ( PBE (Functional و التي تم تعزيزها ب (HSE06 Functional) وقد وجد أن (721052 (Gr- يمتلك فجوة طاقة غير مباشرة مقدارها eV) 0.294( بينما (MoSp) يمتلك فجوة طاقة مباشرة مقدارها eV) 1.83). وفي حساباتنا تم استخدام الجرافين بهيئته المعدنية. وقد وجد ان معاملات الاسترخاء الهيكلية المحسنة هندسيا كانت ( (a=b=3.308 A, (a=b=3.156 A, c=12.440 A) c=11.961 و Gr- ) (a=b=2.450A, c=7.286A) 52 و cle (Gr s MoSy التوالي. تم ايجاد فجوة الطاقة للبلورات السداسية الثلاث تحت ضغط يتراوح بين )40-0 (GPA اثّر الضغط المسلط على زيادة فجوة الطاقة في الجرافين و لم يأثر على فجوة الطاقة لل (MoS) بشكل واضح ,بينما الحد الادنى لفجوة الطاقة (ي61-1105) تغير بشكل جذري تحت تأثير الضغط .أظهرت خواص المرونة المعتمدة على الضغط بأن البلورات الثلاث كانت هشة و ان الجرافين اصلب من (MoS2) تم ايضا حساب الخواص الميكانيكة للبلورات الثلاث. وكذلك تم حساب الخواص البصرية من خلال طاقات الفوتون الساقط بمدى )40-0 (eV وقد تم Leal دراسة وحساب الخواص الثيرموداينميكية للبلورات الثلاث. وكما أظهرت معظم الخواص التي تم دراستها توافقا مع البحوث المنشورة في هذا المجال. علاوة على ذلك, لم نتمكن من العثور على اي نتائج عملية ولا نظرية لل (01-11052) غير المتجانس توافق بحثنا. وتوصلنا الى أن العديد من نتائج ال (01-31052) تم حسابها لأول مرة في هذة الرسالة.
Abstract
We examine the capabilities of the Ab-initio calculations within (DFT) on the 2D Monolayer MoS2, Graphene, and Gr-MoS2 heterostructure. Some properties of the three hexagonal MoS2, Graphene, and Gr-MoS2 heterostructure such as electronic, mechanical, elastic, stability, thermal and optical properties is presented. The energy bandgap and both (TDOS and PDOS) are calculated within the PBE functional and are enhanced by the HSE06 functional. Gr-MoS2 hold an indirect bandgap (0.294 eV) while MoS2 is a direct bandgap (1.83eV); moreover, Graphene is used in its metal form in our calculations. The geometrically optimised relaxed structural parameters are (a=b=3.308 Å, c=11.961 Å), (a=b=3.156 Å, c=12.440 Å), and (a=b=2.450Å, c=7.286Å) for Gr- MoS2, MoS2 and Gr, respectively. The energy bandgap of the hexagonal crystals is induced in the pressure limit (0-40) GPa. Pressure give rise to the bandgap in Gr and does not affect the MoS2 bandgap significantly, whereas the minimal bandgap for Gr-MoS2 changes drastically under pressure. The pressure-dependent elastic properties reveal that the three crystals are brittle, and Gr is stiffer than the MoS2. The pressure-dependent mechanical characteristics are also studied and reported. The optical properties are calculated throughout incident photon energies (0-40) eV. The thermodynamic characteristics of the three crystals are examined and evaluated. Most of the reported properties show agreement with the cited literature. However, we were unable to find results for the Gr-MoS2 heterostructure to compare with , furthermore, to the best of the author's knowledge, many of the results of Gr-MoS2 are reported first in our study.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.