14326

14326

مطالعه خواص مغناطيسي تركيبات فلزات واسط 3d در حضور پايه هاي نانوكربني

كارشناسي ارشد

حالت جامد

بهمن ماه 1393

بهمن ماه 1393

دكتر مهدي افشار

فيزيك

چكيده در سال¬هاي اخير، مطالعه و بررسي تركيبات نانوكربني ( مانند الماس، گرافن، فولرين ، نانولوله-هاي كربني و همچنين مولكول¬هاي آلي ) بسيار مورد توجه قرار گرفته است. تركيبات كربني به عنوان مواد شيميايي كه شامل كربن هستند، تعريف مي¬شوند. از ميان تركيبات كربني ما به مطالعه¬ي خواص مغناطيسي و ساختاري دو تركيب نانوكربني به نام¬هاي مولكول المپيسين و نانولوله¬ي كربني (0,8) در مجاورت اتم¬هاي فلزات واسط (TM) d3 و با استفاده از نظريه¬ي تابعي چگالي پرداختيم. اتم¬هاي فلزات واسط را در فاصله¬ي مشخصي از نانولوله¬ي كربني (0,8( و مولكول المپيسين قرار داديم. محل جذب، انرژي چسبندگي، انتقال بار بين اتم¬هاي TM و زيرلايه، ممنتوم اسپيني و مداري تك اتم¬هاي TM جذب شده و گافHOMO-LUMO محاسبه شده است. به كمك محاسباتrelaxation در مولكول المپيسين و محاسبات بهينه¬سازي (optimization) در نانولوله¬ي كربني محل بهينه براي جذب تك اتم¬هاي TMمشخص شد. محاسبات انرژي چسبندگي نشان دادند كه بيشتر اتم¬هاي TM ( به جز اتم Mn ) در هر دو ساختار به شدت به سطح پيوند مي¬خورند. همچنين ديده مي¬شود كه انتقال بار الكتريكي از اتم هاي TM جذب شده به هر دو ساختار اتفاق مي¬افتد و اين انتقال بار به مولكول المپيسين و نانولوله¬هاي كربني از Sc تا Ni بهاستثناي Mn كاهش مي¬يابد. محاسبات مغناطيسي نشان دادند كه ممنتوم اسپيني اتم¬هاي TM جذب شده روي مولكول المپيسين از Sc تا Cr افزايش و از Mn تا Ni كاهش مي¬يابد نسبت به حالت آزاد و در نانولوله¬ي كربني از Sc تا Ni نسبت به حالت آزاد افزايش مي¬يابد. ممنتوم مداري اتم هاي Fe، Co و Mn روي مولكول المپيسين و اتم¬هاي Co و Fe روي نانولوله¬ي كربني به ترتيب بيشترين مقادير ممنتوم مداري را نشان دادند و ممنتوم مداري ساير اتم¬هاي TM جذب شده روي اين دو ساختار نزديك به صفر بود. در آخر انرژي گافHOMO-LUMO براي هر دو ساختار در حالت ايزوله و وقتي اتم هاي TM را اضافه كرديم، محاسبه شد و مشخص شد كه بعد از اضافه شدن اتم¬هاي TM اين گاف كوچك شده و در نتيجه واكنش¬پذيري اين ساختارها بيشتر و پايدارتر مي¬باشند. واژه‌هاي كليدي: تركيبات نانوكربني، مولكول المپيسين، نانولوله¬ي كربني، نظريه¬ي تابعي چگالي