view in publisher's site

Sb2Te3/graphene heterostructure for broadband photodetector: A first-principles calculation at the level of Cooper’s exchange functionals

Low optical absorption and large energy band gap in the material utilized as an absorbing layer prevented a report of high-performance broadband photodetector. However, integrating antimony telluride (Sb2Te3) with graphene in a heterostructure appear to be the more promising approach to overcome the said issues. In this heterostructure, optical absorption takes place in Sb2Te3 while graphene acts as charge carrier collector owing to its high carrier mobility. Hence, detailed knowledge of the electronic and optical properties of Sb2Te3/graphene heterostructure, is essential to expose its hidden potentials. In this study, electronic and properties of Sb2Te3 surface states ad Sb2Te3/graphene heterostructure are presented using first-principles approach based on density functional theory (DFT) framework within the most recent developed Coope’s exchange (vdW-DFC09x). Our surface states band structure calculations show that Sb2Te3 has metallic behaviour as its valence and conduction bands are found to be overlapped when the film thickness is four quintuple layers (QLs). The energy analysis of Sb2Te3/graphene heterostructure reveals that the most stable configuration is the one in which the Te-1 atom of Sb2Te3 facing to graphene is above the hole center of graphene’s hexagonal lattice. More attractively, the system of Sb2Te3/graphene heterostructure shows that strong hybridization between Sb2Te3 and graphene at smaller interlayer distance resulted in an energy gap at the Dirac states. The Results of optical absorption show that Sb2Te3/graphene heterostructure has strong absorption in the near infrared to ultraviolet wavelenghts, therefore, it can be used in optoelectronics devices like optical communication, biomedical imaging, remote sensing, and gas sensing.

sb۲te۳ / گرافن heterostructure برای آشکارساز پهنای باند: یک محاسبه اصول اولیه در سطح تبادل s کوپر

جذب نوری پایین و گاف انرژی بزرگ در ماده‌ای که به عنوان یک لایه جاذب مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانع از گزارش آشکارساز پهنای باند با عملکرد بالا می‌شود. با این حال، ادغام antimony telluride (sb۲te۳)با گرافن در یک heterostructure به نظر می‌رسد رویکرد نوید بخشی تری برای غلبه بر مسایل گفته‌شده باشد. در این heterostructure، جذب نوری در sb۲te۳ رخ می‌دهد در حالی که گرافن به دلیل تحرک پذیری بالای حامل، به عنوان کلکتور حامل بار عمل می‌کند. از این رو، شناخت دقیق ویژگی‌های الکترونی و نوری of / گرافن heterostructure برای نشان دادن پتانسیل‌های نهفته آن ضروری است. در این مطالعه، ویژگی‌های الکترونیکی و ویژگی‌های حالت‌های سطحی sb۲te۳ / sb۲te۳ heterostructure با استفاده از رویکرد اصول اولیه مبتنی بر چارچوب نظریه تابعی چگالی (DFT)در جدیدترین تبادل Coope توسعه‌یافته ارایه شده‌است. محاسبات ساختار گروه سطح ما نشان می‌دهد که sb۲te۳ دارای رفتار فلزی به عنوان ظرفیت و باندهای رسانش است وقتی که ضخامت لایه چهار لایه (qls)است. تحلیل انرژی of / گرافن heterostructure نشان می‌دهد که پایدارترین ترکیب، the است که در آن، اتم Te - ۱ of که با گرافن مواجه است در بالای مرکز سوراخ شبکه شش‌ضلعی گرافین قرار دارد. با وجود attractively، سیستم of / گرافن heterostructure نشان می‌دهد که هیبریداسیون قوی بین sb۲te۳ و گرافن در فاصله بین لایه‌ای کوچک‌تر منجر به شکاف انرژی در حالت‌های دیراک شده‌است. نتایج جذب نوری نشان می‌دهد که sb۲te۳ / گرافن heterostructure جذب بالایی در نزدیکی مادون‌قرمز به ماورا بنفش دارند، بنابراین می توان از آن در دستگاه‌های optoelectronics مانند ارتباط نوری، تصویربرداری پزشکی، سنجش از دور و سنجش گاز استفاده کرد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Electronic, Optical and Magnetic Materials
  • ترجمه مقاله Electronic, Optical and Magnetic Materials
  • مقاله مواد الکترونیک، نوری و مغناطیسی
  • ترجمه مقاله مواد الکترونیک، نوری و مغناطیسی
  • مقاله Atomic and Molecular Physics, and Optics
  • ترجمه مقاله Atomic and Molecular Physics, and Optics
  • مقاله فیزیک اتمی، مولکولی و اپتیک
  • ترجمه مقاله فیزیک اتمی، مولکولی و اپتیک
  • مقاله Electrical and Electronic Engineering
  • ترجمه مقاله Electrical and Electronic Engineering
  • مقاله مهندسی برق و الکترونیک
  • ترجمه مقاله مهندسی برق و الکترونیک
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.