Вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену
In this study, we analyze the Dirac Hamiltonian describing an electron within a monolayer of silicene, a two-dimensional nanomaterial, under the influence of externally applied electric and magnetic fields. The Hamiltonian incorporates an exchange-field term arising from the proximity of a ferromagn...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Publishing house "Academperiodika"
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023600 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Institution
Ukrainian Journal of Physics| _version_ | 1866210696020099073 |
|---|---|
| author | Khlaif, Sheren Elsaid, Mohammad Shaer, Ayham |
| author_facet | Khlaif, Sheren Elsaid, Mohammad Shaer, Ayham |
| author_sort | Khlaif, Sheren |
| baseUrl_str | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-05-25T16:35:10Z |
| description | In this study, we analyze the Dirac Hamiltonian describing an electron within a monolayer of silicene, a two-dimensional nanomaterial, under the influence of externally applied electric and magnetic fields. The Hamiltonian incorporates an exchange-field term arising from the proximity of a ferromagnetic material layer. The energy eigenvalue spectrum is derived as a function of relevant physical parameters through direct diagonalization of the Hamiltonian matrix. We systematically examine the dependence of the Landau level spectra on the magnetic field, electric field, and induced exchange field. Furthermore, the statistical average energy of silicene and graphene monolayers is explored as a function of magnetic field strength, electric field intensity, and temperature. Additionally, the impact of the exchange field on the statistical average energy of a silicene/ferromagnetic hybrid structure is investigated. The thermal properties, including heat capacity and entropy, are analyzed as functions of magnetic field, electric field, exchange field, and temperature for both silicene and graphene monolayers. This comprehensive analysis provides insights into the interplay between external fields, material-specific properties, and thermal behavior in these two-dimensional systems. |
| doi_str_mv | 10.15407/ujpe71.6.536 |
| first_indexed | 2026-05-26T01:00:08Z |
| format | Article |
| id | ujp2-article-2023600 |
| institution | Ukrainian Journal of Physics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-05-26T01:00:08Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Publishing house "Academperiodika" |
| record_format | ojs |
| spelling | ujp2-article-20236002026-05-25T16:35:10Z Impact of Magnetic and Exchange Fields on the Thermal Properties of Silicene Monolayers Вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену Khlaif, Sheren Elsaid, Mohammad Shaer, Ayham силiцен 2D наноматерiали ефект обмiнного поля тепловi властивостi теплоємнiсть ентропiя silicene 2D nanomaterials exchange-field effect thermal properties heat capacity entropy In this study, we analyze the Dirac Hamiltonian describing an electron within a monolayer of silicene, a two-dimensional nanomaterial, under the influence of externally applied electric and magnetic fields. The Hamiltonian incorporates an exchange-field term arising from the proximity of a ferromagnetic material layer. The energy eigenvalue spectrum is derived as a function of relevant physical parameters through direct diagonalization of the Hamiltonian matrix. We systematically examine the dependence of the Landau level spectra on the magnetic field, electric field, and induced exchange field. Furthermore, the statistical average energy of silicene and graphene monolayers is explored as a function of magnetic field strength, electric field intensity, and temperature. Additionally, the impact of the exchange field on the statistical average energy of a silicene/ferromagnetic hybrid structure is investigated. The thermal properties, including heat capacity and entropy, are analyzed as functions of magnetic field, electric field, exchange field, and temperature for both silicene and graphene monolayers. This comprehensive analysis provides insights into the interplay between external fields, material-specific properties, and thermal behavior in these two-dimensional systems. У дослiдженнi аналiзується гамiльтонiан Дiрака, що описує електрон у моношарi силiцену, – двовимiрному наноматерiалi, який перебуває пiд впливом зовнiшнього електричного й магнiтного полiв. Гамiльтонiан мiстить член, пов’язаний з ефектом обмiнного поля, що виникає через близькiсть шару феромагнетного матерiалу. Спектр власної енергiї отримано як функцiю вiдповiдних фiзичних параметрiв шляхом прямої дiагоналiзацiї матрицi гамiльтонiана. Систематично дослiджено залежнiсть спектрiв рiвнiв Ландау вiд магнетного й електричного полiв та iндукованого обмiнного поля. Крiм того, дослiджено середню статистичну енергiю моношарiв силiцену й графену як функцiю напруженостi магнетного й електричного полiв i температури. Також дослiджено вплив обмiнного поля на середню статистичну енергiю гiбридної структури силiцен/феромагнетик. Тепловi властивостi, включно з теплоємнiстю й ентропiєю, аналiзуються як функцiї магнетного й електричного полiв, обмiнного поля й температури – як для моношарiв силiцену, так i для графену. Такий комплексний аналiз дає уявлення про вплив зовнiшнiх полiв на характернi властивостi матерiалу й теплову поведiнку цих двовимiрних систем. Publishing house "Academperiodika" 2026-05-25 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023600 10.15407/ujpe71.6.536 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 71 No. 6 (2026); 536 Український фізичний журнал; Том 71 № 6 (2026); 536 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe71.6 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023600/3522 Copyright (c) 2026 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| spellingShingle | силiцен 2D наноматерiали ефект обмiнного поля тепловi властивостi теплоємнiсть ентропiя Khlaif, Sheren Elsaid, Mohammad Shaer, Ayham Вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену |
| title | Вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену |
| title_alt | Impact of Magnetic and Exchange Fields on the Thermal Properties of Silicene Monolayers |
| title_full | Вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену |
| title_fullStr | Вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену |
| title_full_unstemmed | Вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену |
| title_short | Вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену |
| title_sort | вплив магнітних та обмінних полів на теплові властивості моношарів силіцену |
| topic | силiцен 2D наноматерiали ефект обмiнного поля тепловi властивостi теплоємнiсть ентропiя |
| topic_facet | силiцен 2D наноматерiали ефект обмiнного поля тепловi властивостi теплоємнiсть ентропiя silicene 2D nanomaterials exchange-field effect thermal properties heat capacity entropy |
| url | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023600 |
| work_keys_str_mv | AT khlaifsheren impactofmagneticandexchangefieldsonthethermalpropertiesofsilicenemonolayers AT elsaidmohammad impactofmagneticandexchangefieldsonthethermalpropertiesofsilicenemonolayers AT shaerayham impactofmagneticandexchangefieldsonthethermalpropertiesofsilicenemonolayers AT khlaifsheren vplivmagnítnihtaobmínnihpolívnateplovívlastivostímonošarívsilícenu AT elsaidmohammad vplivmagnítnihtaobmínnihpolívnateplovívlastivostímonošarívsilícenu AT shaerayham vplivmagnítnihtaobmínnihpolívnateplovívlastivostímonošarívsilícenu |