Електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту
On the basis of the tight-binding model with the use of exchange-correlation potentials, the electron structure and the electric conductivity of graphene with a nitrogen impurity have been studied in the framework of density functional theory. The wave functions of 2s and 2p states of neutral nonint...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019278 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2019278 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20192782019-04-11T08:02:37Z Electron Structure and Electric Conductivity of Graphene with a Nitrogen Impurity Електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту Repetsky, S. P. Tretiak, O. V. Vyshivanaya, I. G. графен з домiшкою азоту енергетичний спектр електронiв модель сильного зв’язку nitrogen-doped graphene electron energy spectrum tight-binding model electric conductivity - On the basis of the tight-binding model with the use of exchange-correlation potentials, the electron structure and the electric conductivity of graphene with a nitrogen impurity have been studied in the framework of density functional theory. The wave functions of 2s and 2p states of neutral noninteracting carbon atoms are selected as the basis ones. Band hybridization was found to result in the splitting of the electron energy spectrum near the Fermi level. In the nitrogen-doped graphene, owing to the overlapping of 2p energy bands, the mentioned gap is realized as a quasi-gap, in which the electron density of states has a much lower value in comparison with the other spectral region. It is found that an increase in the nitrogen concentration reduces the electric conductivity of graphene, although the density of states at the Fermi level grows at that. Hence, the reduction of the electric conductivity is associated with a sharper decrease in the relaxation time for electron states. На основi моделi сильного зв’язку з використанням обмiнно-кореляцiйних потенцiалiв у теорiї функцiонала густини дослiджена електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту. В ролi базису вибираються хвильовi функцiї 2s-, 2p-станiв нейтральних невзаємодiючих атомiв вуглецю. Встановлено, що гiбридизацiя зон призводить до розщеплення енергетичного спектра електронiв в областi рiвня Фермi. У графенi з домiшкою азоту завдяки перекриттю 2p-енергетичних зон згадана вище щiлина проявляється як квазiщiлина, в областi якої густина електронних станiв має значно менше значення порiвняно з iншою областю спектра. Встановлено, що зi збiльшенням концентрацiї азоту електропровiднiсть графену зменшується. Оскiльки зi збiльшенням концентрацiї азоту густина станiв на рiвнi Фермi зростає, то зменшення електропровiдностi зумовлено бiльш рiзким зменшенням часу релаксацiї електронних станiв. Publishing house "Academperiodika" 2019-01-22 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019278 10.15407/ujpe60.02.0170 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 60 No. 2 (2015); 170 Український фізичний журнал; Том 60 № 2 (2015); 170 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe60.02 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019278/1284 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019278/1285 Copyright (c) 2019 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2019-04-11T08:02:37Z |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
графен з домiшкою азоту енергетичний спектр електронiв модель сильного зв’язку |
| spellingShingle |
графен з домiшкою азоту енергетичний спектр електронiв модель сильного зв’язку Repetsky, S. P. Tretiak, O. V. Vyshivanaya, I. G. Електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту |
| topic_facet |
графен з домiшкою азоту енергетичний спектр електронiв модель сильного зв’язку nitrogen-doped graphene electron energy spectrum tight-binding model electric conductivity - |
| format |
Article |
| author |
Repetsky, S. P. Tretiak, O. V. Vyshivanaya, I. G. |
| author_facet |
Repetsky, S. P. Tretiak, O. V. Vyshivanaya, I. G. |
| author_sort |
Repetsky, S. P. |
| title |
Електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту |
| title_short |
Електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту |
| title_full |
Електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту |
| title_fullStr |
Електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту |
| title_full_unstemmed |
Електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту |
| title_sort |
електронна структура та електропровiднiсть графену з домiшкою азоту |
| title_alt |
Electron Structure and Electric Conductivity of Graphene with a Nitrogen Impurity |
| description |
On the basis of the tight-binding model with the use of exchange-correlation potentials, the electron structure and the electric conductivity of graphene with a nitrogen impurity have been studied in the framework of density functional theory. The wave functions of 2s and 2p states of neutral noninteracting carbon atoms are selected as the basis ones. Band hybridization was found to result in the splitting of the electron energy spectrum near the Fermi level. In the nitrogen-doped graphene, owing to the overlapping of 2p energy bands, the mentioned gap is realized as a quasi-gap, in which the electron density of states has a much lower value in comparison with the other spectral region. It is found that an increase in the nitrogen concentration reduces the electric conductivity of graphene, although the density of states at the Fermi level grows at that. Hence, the reduction of the electric conductivity is associated with a sharper decrease in the relaxation time for electron states. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2019278 |
| work_keys_str_mv |
AT repetskysp electronstructureandelectricconductivityofgraphenewithanitrogenimpurity AT tretiakov electronstructureandelectricconductivityofgraphenewithanitrogenimpurity AT vyshivanayaig electronstructureandelectricconductivityofgraphenewithanitrogenimpurity AT repetskysp elektronnastrukturataelektroprovidnistʹgrafenuzdomiškoûazotu AT tretiakov elektronnastrukturataelektroprovidnistʹgrafenuzdomiškoûazotu AT vyshivanayaig elektronnastrukturataelektroprovidnistʹgrafenuzdomiškoûazotu |
| first_indexed |
2025-10-02T01:16:20Z |
| last_indexed |
2025-10-02T01:16:20Z |
| _version_ |
1851765204288798720 |