شماره ركورد
33554
پديد آورنده
روح اله صفايي
عنوان
بررسي خواص الكتروني نقاط كوانتومي¬گرافن¬آلاييده شده با بور، نيتروژن و سيليسيم¬ با استفاده ازمحاسبات مكانيك كوانتومي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي
سال تحصيل
1399-1400
تاريخ دفاع
1404/03/28
استاد راهنما
دكتربهشته سهرابي نظري
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
شيمي
چكيده
در اين كار اثر آلاييدن نقاط كوانتومي گرافن (C96H24)با هترواتم¬هاي N، Bو Si برروي خواص الكتروني از طريق تغيير پهناي باند انرژي با استفاده از نظريه تابعي چگالي مطالعه شده است. نتايج نشان ميدهد كه جايگزيني هر سه هترواتم به جاي C در ساختار نقاط كوانتومي گرافن سبب كاهش پهناي باند نقاط كوانتومي گرافن آلاييده شده نسبت به نقاط كوانتومي گرافن خالص مي شود. اما آلاييدن با N به دليل داشتن الكترون بيشتر در لايه ظرفيت آن نسبت به C و ايجاد انتقالات از نوع n كاهش محسوسي در پهناي باند را ايجاد ميكند، در نتيجه سبب تسهيل انتقالات الكتروني ميشود. اگرچه آلاييدن نقاط كوانتومي گرافن با B و Si نسبت به نوع خالص، سبب كاهش پهناي باند ميشود اما تغييرات هر دو تفاوت چنداني با يكديگر ندارد. اين موضوع را ميتوان اينگونه تفسير كرد كه B با تعداد الكترون كمتر نسبت به اتم كربن سبب ايجاد حفره و انتقالات از نوع p ميشود، از طرفي Si به دليل داشتن تعداد الكترون يكسان با كربن تغييرات كمتري در سطوح انرژي ايجاد ميكند. همچنين تفاوت در اوربيتالهاي ظرفيتي Si نسبت به C (از نظرانرژي، اندازه و توان تشكيل پيوند)، باعث ميشود پتانسيل شيميايي GQD آلاييده شده با Si كمي كاهش يابد. در محاسبات مشخص شد كه اتم B نيز ميتواند پتانسيل شيميايي و واكنش پذيري را افزايش دهد كه دليل آن ايجاد توان تغيير در ساختار GQD توسط اتم B است. درنهايت تغييرات ايجاد شده در GQD بعد ازآلاييده شدن با هترواتم هاي N،B وSi ، اين ماده را تبديل به تركيبي ميكند كه ميتوان از آن در كاربردهاي مختلفي مثل ساخت الكترودهاي ابرخازن استفاده كرد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/05/18
عنوان به انگليسي
Investigation of Electronic Properties of Boron, Nitrogen, and Silicon-Doped Graphene Quantum Dots Using Quantum Mechanical Calculations
تاريخ بهره برداري
6/18/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
روح اله صفايي
چكيده به لاتين
In this study, the effect of doping graphene quantum dots (C96H24) with heteroatoms N, B, and Si on the electronic properties through changes in the energy bandgap has been investigated using density functional theory. The results show that replacing C with all three heteroatoms in the structure of graphene quantum dots reduces the bandgap of the doped graphene quantum dots compared to pure graphene quantum dots. However, doping with N, due to having more electrons in its valence shell compared to C and creating n-type transitions, causes a significant reduction in the bandgap, thus facilitating electron transitions. Although doping graphene quantum dots with B and Si reduces the bandgap compared to the pure type, the changes in both are not significantly different from each other. This can be interpreted as B, with fewer electrons than carbon atoms, creates holes and p-type transitions. On the other hand, Si, due to having the same number of electrons as carbon, creates fewer changes in energy levels. Also, the difference in the valence orbitals of Si compared to C (in terms of energy, size, and bonding ability) causes the chemical potential of the Si-doped GQD to decrease slightly. Calculations showed that the B atom can also increase the chemical potential and reactivity, which is due to the ability of the B atom to create changes in the structure of the GQD. Finally, the changes created in GQD after doping with heteroatoms N, B, and Si transform this material into a compound that can be used in various applications such as the fabrication of supercapacitor electrodes
كليدواژه هاي فارسي
نظريه تابعي چگالي , .نقاط كوانتومي گرافن , آلاييدن هترواتم , پتانسيل شيميايي
كليدواژه هاي لاتين
Density Functional Theory , Graphene Quantum Dots , Heteroatom Doping , Chemical Potential
Author
safaee-roohollah
SuperVisor
sohrabi-beheshte