بررسی جامع خواص ساختاری، الکترونیکی، اپتیکی و ترموالکتریک ماده دوبعدی MoSi۲N۴ مبتنی بر نظریه تابع چگالی (DFT)

در این پژوهش، خواص ساختاری، الکترونیکی، اپتیکی و ترموالکتریک ماده دوبعدی MoSi₂N₄ با استفاده از محاسبات مبتنی بر نظریه تابع چگالی (DFT) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج محاسبات انرژی–حجم نشان می دهند که MoSi₂N₄ از نظر ترمودینامیکی پایدار بوده و مدول بالک بالا، سختی مکانیکی و تراکم پذیری پایین این ماده را تایید می کند. تحلیل ساختار نواری و چگالی حالات (DOS/PDOS) گاف نواری مستقیم با مقدار تقریبی ۲ الکترون ولت را آشکار می سازد که این ویژگی MoSi₂N₄ را برای کاربردهای اپتوالکترونیکی نویدبخش می سازد. بررسی طیف فونونی نیز پایداری دینامیکی ماده را تایید کرده و نشان می دهد که ارتعاشات فونونی شرایط مناسبی برای هدایت حرارتی و برهم کنش الکترون–فونون فراهم می کنند. نتایج اپتیکی حاکی از ناهمسانگردی قابل توجه در ثابت دی الکتریک، تابع جذب و پاسخ پلاسمونی در محدوده مرئی و فرابنفش است. علاوه بر این، پارامترهای ترموالکتریک محاسبه شده نظیر ضریب سیبک و ضریب مریت ZT پتانسیل MoSi₂N₄ برای کاربرد در فناوری های انرژی حرارتی–الکتریکی را برجسته می کنند. این یافته ها MoSi₂N₄ را به عنوان یک ماده ی دوبعدی چندمنظوره با قابلیت های بالقوه در نانوالکترونیک، اپتوالکترونیک و انرژی معرفی می کنند.

کلیدواژه ها:

نظریه تابعی چگالی ، ترکیبات دو بعدی ، MoSi۲N۴ ، ترموالکتریک