11887

مطالعه ساختار دو بعدي جديد MXene بر پايه نظريه تابعي چگالي

1398

سيد ادريس فيض ابادي

از زمان لايه برداري گرافن در سال 2004، مواد دو بعدي به دليل كاربردهاي زيادي در دستگاه‌هاي الكترونيكي، فوتونيكي و اپتوالكترونيك، مورد توجه بسياري قرار گرفته‌اند. گرافن يكي از مواد دو بعدي است كه به طور گسترده‌اي براي كاربردهاي الكترونيكي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است، اما گاف نواري آن صفر است، براي برنامه‌هاي نوري نامناسب است براي غلبه بر اين محدوديت گاف نواري، مجموعه‌هاي جديدي از مواد با خواص نيمه رسانايي ساخته شده است. اين امر به تنوع غني از خصوصيات الكترونيكي، از جمله فلزات، نيمه فلزات، و نيمه هادي‌ها با گاف‌هاي نواري مستقيم و غيرمستقيم از ماورا‌‌بنفش تا مادون‌قرمز در محدوده مرئي مشهود است. در سال 2011 يك خانواده جديد از مواد دو بعدي، متشكل از كاربيدهاي فلزي‌ انتقالي ، نيتريدها و كربونيتريدها، كه به Mxeneها نيز معروف هستند، پديد امده‌اند. به طور كلي، MXeneاز مراحل فاز MAX متشكل از كاربيدهاي فلزي سه‌تايي، نيتريدها و كربونيتردهاي لايه‌اي هستند، با يك فرمول كلي M_(n+1) AX_nكه در آن M،A و X به ترتيب نشان دهنده فلزات واسطه-d ، عناصر گروه اصلي (عمدتا IVA يا II IV )، و يا يكي از دو اتم NوC هستند. باتوجه به تنوع تركيبي زياد تركيبات فازMAX ، انتظار مي‌رود تعداد زيادي MXene دو بعدي با خواص بي‌سابقه توليد شود. تا به امروز، بيش از 100 فاز MAC گزارش شده‌اند، قابل ذكر است كه سطوح بيروني لايه برداري شده هميشه با گروه‌هايF ،OH و يا O در طول فرآيند اچينگ پايان مي‌يابند شكل (3-1) را ببينيد. از اين پس، اين گونه‌ها MXene ناميده مي‌شوند، كه در آن T گروه‌هاي سطحيF ، OH و يا O و x تعداد آن‌ها است. از زمان كشف آن‌ها، گزارش شده است كه آن‌ها داراي ويژگي‌هاي استثنايي هستند. طبق مطالعات قبلي، دلايل متعددي باعث شده كه مواد دو بعدي MXeneاز توجه زيادي برخوردار باشند. طبيعت سراميكي بودن ‌MXeneها، منجر به پايداري شيميايي و مكانيكي آن‌ها مي‌شود. در اين تحقيق MXene ها، ساختار آن‌ها و كاربردهاي بالقوه آن مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

12/22/2020 12:00:00 AM

78364

1402/01/20

Study of new two-dimensional structures of MXene based on density functional theory

نظريه تابعي چگالي , مكسين

MXene , density functional theory