Comparison of structural and electronic properties of silicene and germanene in the presence and absence of vacancy: DFT approach
Dissertation
Adnan Rhaif Lahoo Almnayjil
Physics
1401
86p.
cd
M.S.
Optics- Laser
1401/09/09
In this research, the structural and electronic properties of silicene and germanene nanosheets in the presence of vacancies were investigated using first principle calculation and according to density functional theory. The calculations were performed using SIESTA code and GGA-PBE approximation.Examination of the relaxed structure of the silicene and germanene monolayers show that the they have a quasi-planar structure. Due to the band structure and total density of states of silicene and germanene, they can be considered as semi-metal because their energy gap is zero and the conduction band and valence band intersect at Dirac point. Examination of the band structure and total density of states of the 2×2 and 3×3 super cells in the presence of a vacancy indicates that the presence of a vacancy has opened the band gap in the silicene structure and its band gap is indirect. But, germanene in the presence of vacancies show semimetal behavior. To study the stability of the studied structures, total energy has been calculated and compared
در این تحقیق، خواص ساختاری و الکترونی نانوصفحات سیلیسن و ژرمنن در حضور جاهای خالی با استفاده از محاسبات اصول اولیه و بر اساس نظریه تابعی چگالی مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از کد Siesta و تقریب GGA-PBE انجام شده است.بررسی ساختار واهلش یافته تک لایههای سیلیسن و ژرمنن نشان میدهد که آنها ساختاری شبه مسطح دارند. با توجه به ساختار نواری و چگالی حالت های کل سیلیسن و ژرمنن می توان آنها را نیمه فلزی در نظر گرفت زیرا گاف نواری آنها صفر است و نوار رسانش و باند ظرفیت در نقطه دیراک یکدیگر را قطع می کنند. بررسی ساختار نواری و چگالی حالتهای کل ابرسلولهای 2×2 و 3×3 در حضور جای خالی نشان میدهد که وجود جای خالی، گاف نواری را در ساختار سیلیسن باز کرده و گاف نواری آن غیرمستقیم است. اما ژرمنن در حضور جای خالی رفتار نیمه فلزی نشان می دهد. برای بررسی پایداری ساختارهای مورد مطالعه، انرژی کل محاسبه و مقایسه شده است.
مقایسه خواص ساختاری و الکترونی نانوصفحات سیلیسن و ژرمنن در حضور و عدم حضور تهی جای: روش DFT
Density Functional Theory, Silicene, Germanene, Vacancy, Band gap.