Conductance and pumping current in single layer phosphorene
/لیلا دوست خواه هروان
: فیزیک
، ۱۳۹۸
، افشاری
۹۳ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
فیزیک گرایش نانو
۱۳۹۸/۰۶/۱۳
تبریز
فسفرین، تک لایهصای از فسفر سیاه است که مادهصای دو بعدی است و به روش مکانیکی و توسط چسب نواری از فسفر تودهصای جدا میصشود .فسفرین در راستای صندلی ساختار چروکیده و در راستای زیگزاگ بصورت دو لایه دیده میصشود .این ماده بدلیل ناهمسانگردی در طیف انرژیصاش اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است .جریان پمپی بیصدرو در یک سیستم میصتواند توسط نوسانصهای متناوب و غیر هم فاز دو پارامتر مستقل آن سیستم ایجاد صشود .ما رسانایی و جریان پمپی بیصدررو را در سیستمی مبتنی بر فسفرین تک لایه شامل یک یا چند سد پتانسیل الکترواستاتیک و همینطور سدصهای پتانسیل مغناطیسی مورد بررسی قرار میصدهیم .نتایج به دست آمده نشان میصدهند که در حالت تشدیدی جریان پمپی قابل ملاحظهصای در سیستم ایجاد میصشود و با افزایش پهنای سد پتانسیل اندازه جریان پمپی به شدت افزایش میصیابد .همچنین برای پتانسیلصهای کوچک با افزایش پهنای سد پتانسیل جریان پمپی میصتواند به مقادیر بسیار قابل ملاحظهصای برسد .نتایج حاصل برای تک سد مغناطیسی نشان میصدهند که با افزایش مغناطش ناحیه فرومغناطیسی اندازه پیکصهای تشدیدی در رسانایی بار کاهش میصیابد و در مقابل وجود مغناطش سبب ایجاد پیکصهایی در رسانایی بار میصشود که در نبود آن در رژیم تونلی قرار داشتند .همچنین نتایج حاصل برای رسانایی بار در فسفرین تک لایه متشکل از دو سد پتانسیل مغناطیسی نشان میصدهند که فاصله پیکصهای تشدیدی نسبت به فاصله آنها برای یک تک سد کاهش میصیابد .نتایج به دست آمده برای رسانایی اسپین نیز نشان میصدهند که جریان اسپین-قطبیده با قطبش تقریبا کامل در حالت تشدیدی و غیر تشدیدی میصتواند ایجاد صشود که از لحاظ کاربردی میصتواند بسیار حائز اهمیت باشد و فسفرین را محیط مناسبی برای ایجاد جریان اسپینی با قطبشص کامل میصصکند .علاوه بر این جریان پمپی در سیستمصهای تک سدی و دو سدی با اعمال مغناطش نیز مقادیر قابل ملاحظهصای میصتواند داشته باشد
Phosphorene is a monolayer of black phosphorus which is a two-dimensional material and is splited from the bulk phosphorous by mechanical method using the adhesive tape. It has a puckered honeycomb structure along the armchair direction while in the zigzag direction it is seen as a two layer structure. Due to anisotropy in its energy spectrum, it has recently received much attention. The adiabatic pumping current can be generated by periodic and out of phase oscilation of two independent parameters of the system. We investigate conductivity and pumping current in a monolayer of phosphorene containing two identical electrostatic or magnetic potential barriers. The obtained results show that in the resonance mode a substantial pump current is generated in the system and the magnitude of the pump current increases by increasing the widthe of the barrier. Morover, by increasing the barrier width the pump current can reaches to very high values for small potentials. According to the obtained results, by increasing the magnetization of the ferromagnetic region the magnitude of the resonant peaks in charge conductivity decreases and in contrast the presence of magnetization results in generation of peaks in the conduction which in the absence of it were in the tunneling regime. The obtained results for charge conductance in the structure consisting of two magnetic potential barriers based on phosphorene show that the peaks distance decreases in comparison to a single barrier. Furthermore, the results for the spin conductance show that the spin-polarized current with almost complete polarization is generated in the resonant and non-resonant states, which can be very important from the practical point of view and makes the phosphorene as a suitable environment for generation of complete spin-polarized current. In particular, pump current in single and double barriers with magnetization can also be significant
Conductance and pumping current in single layer phosphorene