We present our study on atomic, electronic, magnetic, and phonon properties of the one-dimensional honeycomb structure of molybdenum disulfide (MoS2) using the first-principles plane wave method. Calculated phonon frequencies of bare armchair nanoribbon reveal the fourth acoustic branch and indicate the stability. Force constant and in-plane stiffness calculated in the harmonic elastic deformation range signify that the MoS2 nanoribbons are stiff quasi one-dimensional structures, but not as strong as graphene and BN nanoribbons. Bare MoS2 armchair nanoribbons are nonmagnetic, direct band gap semiconductors. Bare zigzag MoS2 nanoribbons become half-metallic as a result of the (2 × 1) reconstruction of edge atoms and are semiconductor for minority spins, but metallic for the majority spins. Their magnetic moments and spin-polarizations at the Fermi level are reduced as a result of the passivation of edge atoms by hydrogen. The functionalization of MoS2 nanoribbons by adatom adsorption and vacancy defect creation are also studied. The nonmagnetic armchair nanoribbons attain net magnetic moment depending on where the foreign atoms are adsorbed and what kind of vacancy defect is created. The magnetization of zigzag nanoribbons due to the edge states is suppressed in the presence of vacancy defects

چکیده

در اینجا پژوهش های خود در مورد ویژگی های اتمی، الکترونیکی، مغناطیسی  و فونونی ساختار یک بعدی لانه زنبوری دی سولفید مولیبدنیوم (MoS2) با استفاده از روش اصول اولیه ی موج صفحه ای را ارائه می دهیم. فرکانس های فونونی محاسبه شده ی نانوروبان بدون روکش شاخه ی صوتی چهارم را آشکار ساختند و پایدار هستند. ثابت نیرو و سختی در صفحه ی محاسبه شده در بازه ی تغییر شکل الاستیک هارمونیک دلالت بر این دارد که نانوروبان های MoS2 ساختارهای یک بعدی شبه سخت هستند، ولی به سختی نانوروبان های گرافن و BNنیستند. نانوروبان های آرمچیر MoS2ی بدون روکش نیمه هادی های غیرمعناطیسی با باندگپ مستقیم هستند. نانوروبان های زیگزاگ  MoS2ی بدون روکش در نتیجه ی بازسازی (1×2) ی اتم های لبه نیمه فلزی می شوند و برای اسپین های اقلیت نیمه رسانا، ولی برای اسپین های اکثریت فلزی هستند. ممان های مغناطیسی و قطبش اسپینی آنها در سطح فرمی در نتیجه ی غیرفعال سازی اتم های لبه ای با هیدروژن کاهش می یابند. کاربردی سازی  نانوروبان های MoS2 با جذب adatom و ایجاد عیب جای خالی هم بررسی می شود. نانوروبان های آرمچیر غیرمغناطیسی بسته به اینکه اتم های بیگانه کجا جذب می شوند و چه نوع عیب جای خالی ای ایجاد می شود ممان مغناطیسی خالص به دست می اورند. مغناطیس پذیری نانوروبان های زیگزاگ در اثر حالت های لبه  در حضور عیوب جای خالی تضعیف می شود. 

-1مقدمه

تقارن مداری لانه زنبوری منحصر به فرد اساس خصوصیات غیرمعمول ساختارهای شش ضلعی دو بعدی مثل گرافن (1و3) ، سیلیسین و ترکیبات دوتایی گروه III-IV را تشکیل می دهد(4). علاوه بر این، نانوروبان های شبه یک بعدی و ورقه های این لایه های دوبعدی ویژگی های الکترونیکی و مغناطیسی جالبی فراهم کردند که انتظار می رود در آینده به پیشرفت های مهمی در فناوری نانو منجر شوند (5-9). اخیرا، دی سولفید مولیبدنیوم تک لایه ی معلق دوبعدی، ورقه های MoS2 با ساختار لانه زنبوری تولید شده اند (10و 11). نانوکریستال های تک لایه ی MoS2با عرض  هم بر روی سطح Au(111) سنتز شده اند و STM فضای حقیقی مستقیم آن گزارش شده است (12). برخلاف گرافن و BN شش ضلعی، لایه های MoS2 از شش ضلعی هایی با اتم های Mo و S2 که در زوایای متناوب قرار گرفتند، ساخته شده اند.  ظاهرا، ساختار حجیم گرافیتی سه بعدی با عنوان 2H-MoS2، ساختار تک لایه ی دوبعدی با عنوان 1H-MoS2، نانوتیوب های شبه یک بعدی (13) و نانوروبان های MoS2 ساختار لانه زنبوری دارند و انتظار می رود که تاثیرات ابعادی جالبی نشان دهند…