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

كارشناسي ارشد

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

185177

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيد مرتضي موسوي خوشدل

شيمي - شيمي فيزيك

دكتر سيد مجيد هاشميان زاده