رفتن به محتوای اصلی
x
خواص حسگری سیستم های دوبعدی هیدرید بروفین و سیلیسین
تاریخ دفاع
استاد

اسماعيل عبدالحسيني سارسري

دانشکده
فیزیك

\AbstractFa{
در این پژوهش، پاسخ پلاسمونی تک لایه های سیلیسین و بروفین هیدراید تحت تأثیر فشار مکانیکی و جذب مولکول های گازی به طور جامع مورد بررسی قرار گرفت. فشارهای مکانیکی در راستاهای
$a$،
$b$
و به صورت دوجهته اعمال شدند تا اثر تغییرات شبکه بر انرژی پلاسمون و رفتار جمعی الکترون ها تحلیل شود. نتایج نشان داد که حتی فشارهای بسیار کوچک، در محدوده
0/001\%
0 تا
0/01\%
،موجب جابجایی قابل توجه انرژی پلاسمون می شوند؛ به طور مثال، انرژی پلاسمون سیلیسین در حالت بدون فشار
8/17 الکترون ولت
بود که تحت فشار 0/01\% در حالت دوجهته به مقدار 8/101 الکترون ولت
کاهش یافت. این تغییرات نشان دهنده حساسیت بسیار بالای ساختار دوبعدی به تغییرات شبکه و نقش کلیدی اوربیتال
$p_z$
در تقویت نوسانات جمعی و کاهش فرکانس پلاسمون است. تحلیل رفتار جمعی الکترون ها نشان داد که فشار مکانیکی باعث افزایش چگالی الکترونی در نواحی فعال و تقویت دامنه نوسانات می شود، در حالی که انرژی لازم برای تحریک این نوسانات کاهش می یابد؛ این ویژگی، اهمیت سیلیسین به عنوان حسگر فشار فوق حساس را برجسته می کند.\\
اثر جذب گازها بر بروفین هیدرات نیز به طور جداگانه بررسی شد.
جذب گاز $CO_2$ موجب جابجایی آبی انرژی پلاسمون به 10/78 الکترون ولت شد،
در حالی که $H_2S$ و $SO_2$ اثرات متفاوتی از جمله کاهش جزئی انرژی و تغییر شدت قله پلاسمون را نشان دادند. تحلیل چگالی حالات جزئی نشان داد که اوربیتال
$P_z$
بیشترین سهم را در تشکیل حلقه دیراک و پاسخ پلاسمونی دارد و تغییرات انرژی پلاسمون با تغییر چگالی این اوربیتال رابطه مستقیم دارد، که نقش مکانیزم های انتقال بار و اثر دوقطبی مولکول ها را در رفتار حسگری تأیید می کند.
تغییرات انرژی پلاسمون با تغییر چگالی این اوربیتال رابطه مستقیم دارد.\\
نتایج کلی نشان می دهد که انرژی پلاسمون شاخصی بسیار حساس برای آشکارسازی تغییرات مکانیکی و شیمیایی در مواد دوبعدی است. ترکیب فشار مکانیکی و جذب گازها، امکان تشخیص تغییرات جزئی در ساختار شبکه و محیط سطحی را فراهم می کند و رفتار پلاسمونی ماده به طور مستقیم با توزیع اوربیتال ها و تغییرات چگالی الکترون مرتبط است. بنابراین، بروفین هیدرات و سیلیسین به عنوان مواد دوبعدی با ساختار پایدار و حساسیت بالا، گزینه های ایده آل برای توسعه حسگرهای فشار و گازی فوق حساس در مقیاس نانو و کاربردهای پیشرفته اپتوالکترونیکی محسوب می شوند و این مطالعه پایه ای برای طراحی و بهینه سازی حسگرهای نانومقیاس فراهم می آورد.
}

\KeywordsFa{
بروفین هیدرات، سیلیسین، کد $turboEELS$، انرژی پلاسمون،حسگر فشار، حسگر گاز
}

تحت نظارت وف ایرانی