12761

12761

تعريف بستري براي گرافن و بررسي خواص الكتروني گرافن با روش محاسبات كوانتومي

كارشناسي ارشد

شيمي - شيمي فيزيك

بهمن ماه 1392

بهمن ماه 1392

دكتر سيد مجيد هاشميان زاده

دكتر سيد مرتضي موسوي خوشدل

چكيده از زماني كه گرافن توسط محققان كشف شد توجه بسياري را به خود جلب كرد. گرافن داراي خواص الكتروني و شيميايي بسيار منحصربه‌فرد فرد است. سرعت حركت الكترون در اين ساختار بسيار بالا است و سطح دو بعدي مناسبي براي جذب مولكول‌ها دارد. ايجاد گاف انرژي باعث كاربرد اين ساختار در مدارهاي مجتمع خواهد شد. در اين پايان¬نامه اثر بستر بر خواص الكتروني گرافن با بستر 100))SiO2 با روش نظريه تابعي چگالي (DFT) مورد بررسي قرار گرفت. كاربرد تغييرات خواص الكتروني در مدارهاي مجتمع، حسگرهاي گازي و ذخيره‌سازي هيدروژن بررسي شد. انتقالات بار و انرژي جذب در جهت¬¬ها و موقعيت¬ها¬ي مختلف براي هر مولكول نسبت به سطح گرافن مورد بررسي قرار گرفت. پس از بهينه‌سازي گازهاي CO، CO2، N¬2، NO و H2 مشخص گرديد كه اين گازها در حضور گرافن تنها جذب فيزيكي مي‌دهند و هيچ‌گونه گاف انرژي ايجاد نمي¬كنند. جذب گازها بر روي گرافن/SiO2 باعث شد كه NO و N2 با گرافن/SiO2 تشكيل پيوند از نوع شيميايي دهند و ساير گازها پيوند از نوع فيزيكي دارند. گازهاي CO، N2، NO، H2 باعث افزايش گاف انرژي در ساختار گرافن/SiO2 شدند و گاز CO2 گاف انرژي را كاهش داد. در انتها مشخص شد كه تغيير ساختار گرافن در حضور گازهاي مختلف باعث ايجاد گاف انرژي ميَ¬شود. واژه‌هاي كليدي: گرافن، SiO¬2، مدار مجتمع، حسگر گاز، ذخيره‌سازي هيدروژن، SiO2(100)، N2 NO، CO، CO2، گاف انرژي