بررسی اثر جفتیدگی وادی مدار و ترابرد اسپین و وادی در نانوساختارهای دی سولفید مولیبدن

در دهه گذشته تحقیقات و توجهات زیادی روی مواد دو بعدی از قبیل گرافین, سیلیسین, mos2و ترکیبات مشابه و عایق های توپولوژیکی در فیزیک ماده چگال انجام شده است, به خاطر خواص جالب و منحصر به فردی است که از خود نشان می دهند. دی سولفید مولیبدن mos2 خواص منحصر به فردی را به عنوان یک نیمه رسانا داراست. mos2 عضوی از خانواده فلزات دی کالجوگناید به حساب می آید که یکی از معروفترین اعضای خانواده مواد لایه ای وان دروالس اند. اگر از بالا به شبکه mos2نگاه کنیم ساختاری لانه زنبوری را مشاهده می کنیم. بین اتم های mo و s پیوند قوی کوالانسی و بین هر لایه با لایه دیگر پیوند ضعیف وان در والس برقرار است. از خصوصیات بارز دیگر آن می توان به تغییر گاف نواری از حالت غیرمستقیم 1.2(ev) در چندلایه به حالت مستقیم 1.9(ev) در تک لایه اشاره کرد. وجود درجه آزادی وادی در mos2 هم کاربردهای ویژه ای را برای آن رقم زده است. در این پروژه ما ابتدا به بررسی وجود جفتیدگی وادی-مدار در mos2 با گاف نواری و جفتیدگی اسپین-مدار وابسته به مکان پرداختیم و نشان دادیم این گاف نواری غیر ثابت سبب ایجاد جفتیدگی وادی-مدار می شود که می تواند اثر هال وادی را بوجود بیاورد.و مقدار آن را با استفاده از چارچوب فولدی-وایتسن بدست آوردیم. سپس در قسمت بعد یک نانوساختار نرمال-فرومغناطیس-نرمال mos2 را در نظر گرفتیم که ناحیه فرومغناطیس آن دارای میدان تبادلی در راستاهای x,y,z است و به بررسی ترابرد اسپین و وادی در این اتصال با استفاده از فرمول بندی لاندائو بوتیکر و بدست آوردن ماتریس پراکندگی و ضرائب عبور و بازتاب پرداختیم.از آنجا که در نوار ظرفیت $ mos2 جداشدگی اسپینی برای نوارها وجود دارد که برای هر وادی ترتیب جداشدگی اسپین های بالا و پایین متفاوت است, می بینیم که با اعمال میدان تبادلی در راستاهای مختلف جداشدگی هایی با اندازه متفاوت برای نوارها و همچنین برای هر وادی نسبت به وادی دیگر رخ می دهد. بنابراین با مدوله کردن سطح فرمی می توان نقش یکی از وادی ها و همینطور اسپین ها را در ترابرد حذف کرد و به نوعی به قطبیده شدن یک وادی یا اسپین خاص می رسیم که می تواند در وادی و اسپین ترونیک کاربردهای زیادی داشته باشد. همچنین میزان کاهش رسانندگی برای میدان های اعمالی در راستاهای x,y,z را برای این ترابرد نشان دادیم.