طراحی و مدل سازی اتمی سوئیچ الکترومکانیکی لغزشی چند حالته مبتنی بر نانو نوارگرفاینی آلفا دو لایه

در این پژوهش طراحی و مدلسازی اتمی سوئیچ الکترومکانیکی لغزشی چند حالته مبتنی بر نانو نوار گرفاینی آلفا دولایه با بهره گیری از نظریه تابعی چگالی و ترکیب آن با تابع گرین غیرتعادلی ارائه میشود. ساختار سوئیچ پیشنهادی به صورتی است که لایه گرفاین زیرین ثابت و لایه بالایی آن متحرک است. چینشهای متمایز از طریق حرکت لایه بالایی نسبت به لایه پایینی در راستای محور افقی و با فواصل جابجایی 9.44Å ، 8.41 Å، 3.97 Å ،2.61 Å، 1.36 Å, و 12/06Å ایجاد میشود و این حالتهای قرارگیری به ترتیب AA، Aa2,AB2,,AB,Aa,Ab , نام گذاری شده اند. چینشهای مذکور باعث میشود مقدار جریان سوئیچ پیشنهادی در هر حالت به طور چشمگیر تغییر کند. برای بررسی دقیقتر جریان سوئیچ پیشنهادی در ولتاژهای بایاس معین، طیف انتقال، ساختار نوار انرژی، طیف انرژی مولکولی، هامیلتونین خودسازگار تصویرشده مولکولی و مسیرهای انتقال محلی محاسبه میشود. نتایج مدلسازی نشان میدهد که مقدار ضریب سوئیچنگ جریانی افزاره پیشنهادی بسته به نوع چینش اتمی دولایه از حالتی به حالت دیگر به طور قابل توجهی تغییر میکند. بیشترین ضریب سوئیچینگ افزاره پیشنهادی به میزان 34، در ولتاژ بایاس 0.6 و بین دو حالتAa2 و AA حاصل میشود. براساس نتایج بدست آمده با جابجایی کنترل شده دو لایه گرفاینی نسبت به یکدیگر میتوان سوئیچ لغزشی چند حالته کاربردی درحوزه نانوالکترومکانیک ارائه داد. در کنار رفتار مناسب سوئیچینگ، نتایج استخراج شده در سه حالت Aa،AB2 و AA، مقاومت دیفرانسیلی منفی را نمایان میکند که قابلیت استفاده سوئیچ پیشنهادی در ادوات کوانتومی تونلی را نیز میسر میکند.