پديد آورنده :
نوربخش، زهره السادات
عنوان :
اثر ميدان الكتريكي بر خواص توپولوژيك دولايه‌اي بور دوبعدي با استفاده از محاسبات DFT و توابع وانير
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده، 71ص. : مصور، جدول، نمودار.
توصيفگر ها :
شبه فلز توپولوژيك , شبه فلز گره چين ديراك , نظريه تابعي چگالي , توابع وانير جايگزيده بيشينه , ناورداي توپولوژيك
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/01/29
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/03/27
چكيده فارسي :
در دهه هاي اخير، پژوهش در مورد خواص توپولوژيك با استفاده از محاسبات ساختار الكتروني بلورها، مورد توجه بسياري از پژوهشگران حوزه ي فيزيك ماده چگال قرار گرفته است. اين پژوهش ها با كشف اثركوانتومي هال و عايق هاي توپولوژيك آغاز شد و اخيراً شبه فلزات توپولوژيك مورد توجه قرار گرفته اند. عايق ها و شبه فلزات توپولوژيك خواص منحصر به فردي از خود ارائه مي دهند كه اين خواص مربوط ساختار الكتروني خاصِ آن ها در فضاي وارون است. محاسبات ابتدا به ساكن نقش مهمي در شناسايي و مطالعه انواع فازهاي توپولوژي مواد دارد. در يك پژوهش اخير، در يكي از دولايه اي هاي بور با گروه فضايي(174) P6 ̅ خواص توپولوژيك مشاهده شده است. نتايج به دست آمده از اين پژوهش، وجود يك گره چين ديراك و يك گاف شبه فلزي صفر را در اين ماده تأييد نمود. همچنين جرم مؤثر حامل هاي بار در اطراف سطح فرمي، صفر است و سرعت فرمي قابل مقايسه با گرافن مي باشد. در اين پايان نامه، با استفاده از بسته هاي محاسباتي WIEN2K،Wannier90 وWannierTools، حالت هاي لبه اي/سطحي ، نمايش ساختار نواري در دوبعد و سه بعد و ناورداي توپولوژيك Z_2 را براي اين ماده محاسبه كرديم. سپس اثر ميدان الكتريكي بر خواص توپولوژيك اين شبه فلز بررسي شد. در مجموع مشخص شد، اعمال ميدان الكتريكي بر اين ماده، در دو حالت موجب يك گذار فاز توپولوژيك مي شود. در حالت وجود برهمكنش اسپين-مدار، با اعمال ميدان الكتريكي، يك گذار فاز از يك عايق توپولوژيك به يك عايق معمولي داريم. در حالتي كه از برهمكنش اسپين-مدار، صرفنظر شود، با اعمال ميدان الكتريكي، يك گذار فاز از يك شبه فلزتوپولوژيك به يك عايق داريم. مطالعات بيشتر در اين زمينه مي¬تواند منجر به پيشنهاداتي براي كاربرد اين ماده در ترانزيستورهاي اثر ميدان شود.
چكيده انگليسي :
In recent decades, the research on topological properties using calculations of the electronic structure of crystals has attracted the attention of many researchers in the field of condensed matter physics. These researches began with the discovery of the Quantum Hall effect and topological insulators, and recently topological semimetals have received attention. Insulators and topological semimetals present their own unique properties, which are related to their special electronic structure in the reciprocal space. Ab initio calculations play an important role in identifying and studying various phases of material topology. In a recent research, topological properties have been observed in one of boron bilayers with space group P6 ̅(174). The results obtained from this research confirmed the existence of a Dirac node and a semimetallic zero gap in this material. Also, the effective mass of charge carriers around the Fermi surface is zero and the Fermi speed is comparable to graphene. In this thesis, using WIEN2K, Wannier90 and WannierTools computing packages, we calculated the edge/surface states, the representation of the band structure in two and three dimensions, and the Z_2 topological derivation for this material. Then the effect of the electric field on the topological properties of this semimetal was investigated. In general, it was found that the application of an electric field on this material causes a topological phase transition in two cases. In the presence of spin-orbit interaction, by applying an electric field, we have a phase transition from a topological insulator to a normal insulator. In the case that the spin-orbit interaction is neglected, by applying an electric field, we have a phase transition from a topological semimetal to an insulator. Further studies in this field can lead to suggestions for the use of this material in field effect transistors.
استاد راهنما :
جواد هاشمي فر
استاد مشاور :
اسماعيل تقي زاده سي سخت
استاد داور :
مجتبي اعلائي , اسماعيل عبدالحسيني سارسري
