مقاله پژوهشی: تاثیر عوامل محیطی روی شکاف انرژی و نوار رسانایی فسفرن سیاه: رهیافت آشوب کوانتومی

پیشرفت های کنونی در فناوری تشخیص مادون قرمز به دلیل کاربردهای اساسی آن در زمینه های مختلف، از جمله مخابرات، دید در شب و تصویربرداری با وضوح بالا، توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. این مطالعه پتانسیل فسفرن سیاه، یک ماده دو بعدی با ویژگی های ساختاری و الکترونیکی منحصر به فرد را به عنوان یک نامزد امیدوارکننده برای آشکارسازهای مادون قرمز بررسی می کند. به این منظور، تاثیر دمای محیط، ناخالصی و ولتاژ الکترود را بر رسانایی الکتریکی فسفرن سیاه بررسی شده و بر شکاف نواری قابل تنظیم و تحرک بالای حامل آن تاکید می شود. با استفاده از نظریه آشوب کوانتومی و نظریه ماتریس تصادفی، دینامیک سامانهمورد بررسی قرار گرفته و شرایط بهینه برای عملکرد آشکارساز شناسایی می شود. یافته های این پژوهش نشان می دهد که در دمای اتاق، با ولتاژ ۲ ولت و غلظت ناخالصی بورون %۱/۱، فسفرن سیاه انتقال مطلوبی به سمت فاز ویگنر رخ می دهد که ویژگی های رسانایی آن افزایش می یابد. افزون بر این، این مطالعه نشان می دهد که چگونه سطوح مختلف ناخالصی بر توزیع سطح انرژی تاثیر می گذارد و سامانه را از رفتار عایق به فلزی تغییر می دهد. نتایج بر اهمیت کنترل ناخالصی و دما در بهینه سازی فسفرن سیاه برای کاربردهای تشخیص مادون قرمز تاکید می کند. این کار به درک قابلیت های فسفرن سیاه کمک کرده و زمینه را برای نوآوری های آینده در فناوری های آشکارساز مادون قرمز فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

آشکارساز مادون قرمز ، فسفرن سیاه ، آشوب کوانتومی ، نظریه ماتریس تصادفی