رسانش از سد دی‌سلنیوم تنگستن از میان اتصالات سیلیسین

رشیدیان, زینب; صورتیان, علیرضا; جهانبانی اردکانی, خدیجه

doi:10.22055/jrmbs.2020.16181

رسانش از سد دی‌سلنیوم تنگستن از میان اتصالات سیلیسین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

¹ گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان، لرستان،ایران

² گروه فیزیک، دانشکده علوم،دانشگاه لرستان، لرستان، ایران

³ گروه مهندسی صنایع، دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه میبد، میبد،ایران

10.22055/jrmbs.2020.16181

چکیده

حاملان بار در دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه دارای درجه آزادی کوانتومیبار، وادی و اسپین هستند.در این مقاله، خواص ترابرد الکترونی را در اتصالی که دی‌سلنیوم تنگستن ( )، بین دو ناحیه سیلیسین نرمال محصور شده است، را در حضور میدان‌های تبادلی زیمان اسپین ( ) و وادی ( ) و همچنین یک پتانسیل الکتریکی مورد بررسی قرار می‌دهیم.قطبش اسپین و وادی و همچنین رسانش اسپین و وادی رابا استفاده از فرمول‌بندی پراکندگی لاندائور-بوتیکر محاسبه می‌کنیم.نتایج نشان می‌دهند که رسانش سیلیسین تک لایه نرمال با گاف نواری ذاتی با حضور سد دی‌سلنیوم تنگستن، با تنظیم میدان های زیمان اسپین و دره ای قابل کنترل است. همچنین خواهیم دیدافزایش طول ناحیه میانی به دلیل پدیده تونل زنی کلاین، نمی‌تواند مانع رسانش شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

ماده چگال

عنوان مقاله [English]

Conductance in WSe2 Barrier through the Silicene Junctions

نویسندگان [English]

zeinab rashidian ¹
َAlireza Soratian ²
khadijeh Jahanbani ardakani ³

¹ Department of physics, science faculty, lorestan university, khoramaabad, lorestan, iran

² Department of Physics, Faculty of Science, Lorestan University, Lorestan, Iran

³ Department of Industrial Engineering, Meybod University, Meybod, Iran

چکیده [English]

حاملان بار در دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه دارای درجه آزادی کوانتومی بار، اسپین و وادی هستند. در این مقاله، خواص ترابرد الکترونی در اتصالی که دی‌سلنیوم تنگستن، بین دو ناحیه سیلیسین نرمال محصور شده است، را در حضور میدان‌های تبادلی زیمان اسپین ( )،دره ( ) و همچنین یک پتانسیل الکتریکی مورد بررسی قرار می‌دهیم. قطبش اسپین و وادی و همچنین رسانش اسپین و وادی را با استفاده از فرمول‌بندی پراکندگی لاندائور-بوتیکر محاسبه می‌کنیم. نتایج نشان می‌دهند که رسانش سیلیسین تک لایه نرمال با گاف نواری ذاتی با حضور سد دی‌سلنیوم تنگستن، با تنظیم میدان ‌های زیمان اسپین و دره قابل کنترل است و قطبش اسپینی و دره ای در حدود 80 درصد گزارش شده است. در واقع با تغییرات شدت میدان های زیمان اسپینی و دره ای ، جای دره ها عوض می شوند. که این نتیجه چشمگیری است. در واقع به راحتی می توان ترابرد را از دره ای به دره دیگر با تغییر شدت میدان های زیمانی و اسپینی به راحتی کنترل کرد.همچنین خواهیم دید افزایش طول ناحیه میانی به‌دلیل پدیده تونل‌زنی کلاین، نمی‌تواند مانع رسانش شود.

کلیدواژه‌ها [English]

Silicene
Transition Metal Dichalcogenides
Landauer Buttiker Formula
Spin and valley polarization

مراجع

[1] Y. Liu, Y. Gao, S. Zhang, J. He, J. Yu, Z. Liu, Valleytronic in transition metal dichalcogenides materials, Nano Research, 12 (2019) 2695.

https://doi.org/10.1007/s12274-019-2497-2

[2] A. Eftekhari, Tungsten dichalcogenides: materials chemistry and applications, Journal of materials chemistry A 5 (2017) 18299.

https://doi.org/10.1039/C7TA04268J

[3] M. Tahir, P. Vasilopoulos, Magneto-optical transport properties of monolayer , Physical Review B 94 (2016) 045415.

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.045415

[4] G. Aivazian, Z. Gong, A.M. Jones, R.L .Chu, J. Yan ,D.G. Mandrus, C. Zhang, D. Cobden, W. Yao, X. Xu,Magnetic control of valley pseudospin in monolayer , Nature Physics 11(2015) 148.

https://doi.org/10.1038/nphys3201

[5] A. Srivastava, M. Sidler, A.V. Allain, D.S. Lembke, A. Kis, A. Imamoğlu. Valley Zeeman effect in elementary optical excitations of monolayer . Nature Physics 11 (2015) 141.

https://doi.org/10.1038/nphys3203

[6] Y. Hajati, Z. Amini, M. Sabaeian. Controllable photo enhanced spin-and valley-polarized transport in ferromagnetic junction, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 503 (2020) 166580.

https://10.1016/j.jmmm.2020.166580

[7] C.C. Liu, H. Jiang, Y. Yao, Low-energy effective Hamiltonian involving spin-orbit coupling in silicene and two-dimensional germanium and tin, Physical Review B 84 (2011) 195430.

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.195430

[8] A. Splendiani, L. Sun, Y. Zhang, T. Li, J.Kim, C.Y. Chim, G. Galli, F. Wang, Emerging photoluminescence in monolayer , Nano letters 10 (2010):1271.

https://doi.org/10.1021/nl903868w

[9] R.S Sundaram, M. Engel, A. Lombardo, R. Krupke, A.C Ferrari, P. Avouris, M. Steiner, Electroluminescence in single layer , Nano letters 13 (2013):1416.

https://doi.org/10.1021/nl400516a

[10] O. Lopez-Sanchez, D. Lembke, M. Kayci, A. Radenovic, A. Kis, Ultrasensitive photodetectors based on monolayer , Nature nanotechnology 8 (2013) 97.

https://doi.org/10.1038/nnano.2013.100

[11] L. Meng, Y. Wang, L. Zhang, S. Du, R. Wu, L. Li, Y. Zhang, G. Li, H. Zhou, W.A Hofer, H.J Gao, Buckled silicene formation on Ir (111), Nano letters 13 (2013) 685.

https://doi.org/10.1021/nl304347w

[12] C.C Liu, W. Feng, Y. Yao, Quantum spin Hall effect in silicene and two-dimensional germanium, Physical review letters 107 (2011) 076802.

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.107.076802

[13] J. Zhao, H. Liu, Z. Yu, R. Quhe, S. Zhou, Y. Wang, C.C. Liu, H. Zhong, N. Han, J. Lu, Y. Yao, Rise of silicene: A competitive 2D material, Progress in Materials Science 83 (2016) 24.

https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2016.04.001

[14] X.J. Qiu, Z.Z. Cao, J. Hou, C.Y. Yang, Controlled giant magnetoresistance and spin–valley transport in an asymmetrical MoS2 tunnel junction, Applied Physics Letters 117 (2020) 102401.

https://doi.org/10.1063/5.0018869

[15] Y. Hajati, Z. Amini, M. Sabaeian, Controllable photoenhanced spin-and valley-polarized transport in ferromagnetic MoS₂ junction, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 503 (2020) 166580.

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.166580

[16] N. Missault, P. Vasilopoulos, V. Vargiamidis, F.M. Peeters, B. Van Duppen, Spin-and valley-dependent transport through arrays of ferromagnetic silicene junctions, Physical Review B 92 (2015 ) 195423.

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.195423

[17] C.J. Tabert, E.J. Nicol, AC/DC spin and valley Hall effects in silicene and germanene, Physical Review B 87 (2013) 235426.

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.235426

[18] A.M Jones, H. Yu, J.S. Ross, P. Klement, N.J. Ghimire, J. Yan, D.G. Mandrus, W. Yao, X. Xu, Spin–layer locking effects in optical orientation of exciton spin in bilayer WSe₂, Nature Physics 10 (2014) 130.

https://doi.org/10.1038/nphys2848

[19] P. Dey, L. Yang, C. Robert, G. Wang, B. Urbaszek, X. Marie, S.A. Crooker, Gate-controlled spin-valley locking of resident carriers in WSe2 monolayers, Physical review letters 119(2017) 137401.

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.137401

[20] M. Tahir, P.M. Krstajić, P. Vasilopoulos, Magnetic and electric control of spin-and valley-polarized transport across tunnel junctions on monolayer WSe₂. Physical Review B 95 (2017) 235402.

https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.95.235402

[21] A. Srivastava, M. Sidler, A.V. Allain, D.S. Lembke, A. Kis, A. Imamoğlu, Valley Zeeman effect in elementary optical excitations of monolayer WSe₂, Nature Physics 2 (2015) 141.

https://doi.org/10.1038/nphys3203

[22] K. Van Nguyen, S.Y. Lin, Y.C. Chang, Transfer current in p-type graphene/MoS₂ hetero structures, arXiv preprint, arXiv:1912.07176. (2019) 16.

arXiv:1912.07176v1