12493

12493

مطالعه ساختاري و الكتروني نانو خوشه هاي كربني در حضور تك اتم آلومينيوم و سيليكون به كمك نظريه ي تابعي چگالي

كارشناسي ارشد

فيزيك - حالت جامد

مهر ماه 1392

مهر ماه 1392

دكتر مهدي افشار

چكيده در سال هاي اخير، مطالعه بر روي خوشه هاي اتمي و مولكولي با تعداد اتم هاي مشخص، بطور تجربي و تئوري بسيار مورد توجه قرار گرفته است. اين خوشه ها به علت اندازه ي كوچكي كه دارند، خواص كاملاً متفاوتي را نسبت به مواد حجيم از خود نشان مي دهند. حتي گاهي اوقات اين خصوصيات با اضافه يا كم كردن يك اتم به خوشه به شدت تغيير مي كنند. برهمين اساس مي توانيم در آينده شاهد دنياي جديدي از مواد با گستره اي از خصوصيات و كاربردهاي متفاوت باشيم. هدف از اين پايان نامه، بررسي خصوصيات ساختاري و الكتروني خوشه هاي كوچك و در حالت هاي يك بعدي، دو بعدي و سه بعدي مي باشد. در اين فرآيند، محاسبات بر اساس نظريه ي تابعي چگالي (DFT) و با استفاده از تقريب شيب تعميم يافته (GGA) انجام شده اند. در ابتدا با استفاده از محاسبات واهلش، ساختارهاي پايدار با طول پيوند هاي بهينه در هر خوشه بدست آمده اند. سپس با انجام محاسبات مغناطيسي بر روي ساختارهاي بهينه شده و بدست آوردن انرژي كل هر ايزومر، كميت هاي انرژي بستگي هر اتم، انرژي تفكيك و اختلاف مرتبه دوم انرژي به منظور بررسي پايداري خوشه ها محاسبه شدند. همچنين پايداري شيميايي هر ساختار با رسم نمودار چگالي حالت (DOS) و محاسبه انرژي گپ HOMO-LUMO مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهند كه خوشه هاي كوچك از خوشه هاي كوچك پايدارتر هستند. همچنين مشاهده شد كه ساختارهاي خطي در هر دو خوشه نسبت به كميت هاي انرژي يك رفتار تناوبي زوج / فرد از خود نشان مي دهند بطوريكه در خوشه هاي ، ساختارهايي كه تعداد زوج اتم كربن دارند نسبت به آنهايي كه تعداد فرد اتم كربن دارند پايداري الكتروني و شيميايي بيشتري دارند درحاليكه در خوشه هاي بين رفتار الكتروني و شيميايي ايزومر ها يك رابطه معكوس وجود دارد. واژه‌هاي كليدي: نظريه ي تابعي چگالي، خوشه هاي ، خوشه هاي ، پايداري الكتروني، پايداري شيميايي.