@article { author = {Seyyedi, S. M.S. and Roshankar, M. and Pourfath, M.}, title = {A First-Principle Study of Phosphorene-based Gas Sensors}, journal = {Nanoscale}, volume = {5}, number = {4}, pages = {295-303}, year = {2019}, publisher = {}, issn = {2423-5628}, eissn = {2423-5628}, doi = {}, abstract = {Two-dimensional materials have been the focus of research activities over the past decade.Their interesting and unique properties render them as excellent candidates for future electronic,optoelectronic, sensing, and bio applications. For gas sensing it is essential to maximize the ratio of thesurface to volume of the sensor, which is the case for two-dimensional materials. This work presents acomprehensive study on adsorption properties of H2S, NH3, CO, and NO on phosphorene, by employing firstprinciple calculations. The optimized atomic sites, directions and the associated adsorption mechanisms are carefully analyzed. Transfer of charge between the gas molecule and the layer modifies the layer’s resistance. By evaluating the resistance variation, the concentration of gas molecules can be determined. The results indicate that nitrogen-based molecules especially NO, show the highest sensitivity among the studied gases. In addition, strain effects on sensor characteristics and adsorption behavior are investigated. The optimal locations for the absorption of the gases and the mechanism of absorption energy under various strain conditions are analyzed. The results indicate that sensitivity increases with strain and significantly improves the selectivity of the sensor. The results show that both strained and unstrained phosphorene are suitable candidates for sensitive gas sensing applications.}, keywords = {Two-dimensional materials,Phosphorene,Gas sensor,Density Functional Theory Calculations,Strain}, title_fa = {مطالعه حسگر گازی مبتنی بر فسفرین با استفاده از اصول اولیه}, abstract_fa = {در این پژوهش، با استفاده از محاسبات مبتنی بر نظریه تابع چگالی، جذب مولکولهای گاز ،NH، CO3 ،H2SوNOبر روی فسفرین مورد مطالعه قرار میگیرد. مکانهای بهینهی جذب هر یک از گازها و مکانیزم حس گازها توسطلایهی دو بعدی شناسایی می شود. هرچه انتقال بار بیشتری بین مولکول و فسفرین اتفاق بیفتد، مقاومت لایه نیز تغییربیشتری می کند و لذا با محاسبهی تغییرات مقاومت می توان گازها را تشخیص داد و غلظت آنها را بدست آورد. نتایجنشان می دهند که فسفرین بیشترین حساسیت را به گازهای مبتنی بر اتم Nو بخصوص مولکول گاز NOدارد. بمنظوربهبود عملکرد حسگر فسفرین، به مطالعهی نقش کرنش در عملکرد حسگری آن پرداخته شد. مکانهای بهینهی جذبهر یک از گازها در کرنشهای مختلف بدست آمد و مکانیزم تغییرات انرژی جذب گازها در اثر اعمال کرنش شناساییشد. نتایج تاثیر اعمال کرنش نشان میدهند که اعمال کرنش به تکلایه، قابلیت تفکیک گازها را بهبود می بخشد. درنهایت می توان گفت که عملکرد حسگر گازی فسفرین بدون کرنش و همچنین تحت کرنش قابل قبول است و تواناییبالقوهای در تفکیک گازها دارد}, keywords_fa = {مواد دوبعدی,فسفرین,حسگر گازی,انتقال بار,کرنش}, url = {https://nanomeghyas.ir/article_46519.html}, eprint = {https://nanomeghyas.ir/article_46519_068265583ee89d6cb28a8fb30490049f.pdf} }