دانلود پایان نامه بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فوتوکاتالیست­های نیمه­هادی ترکیباتی هستند که در اثر تابش نور، واکنش­های الکترونی و شیمیایی در سطح آن­ها تسریع می­شود. انتخاب فوتوکاتالیست مناسب، در بسیاری ازکاربرد­های عملی و بنیادی مهم است. از آن رو که فوتوکاتالیست­های نیمه­هادی همیشه جامد هستند، تغییرات متعددی در اندازه و توزیع آن­ها، مساحت سطح، ساختارسطحی و ساختار بلوری آن­ها می­توان ایجاد کرد. دی­اکسید تیتانیوم و سولفید کادمیوم از آن دسته مواد نیمه­هادی می­باشند که خواص بسیاری داشته و امروزه در صنعت از آنها استفاده­های فراوانی می­شود. یکی از کاربردی­ترین خواص آن­ها خاصیت فوتوکاتالیستی است. در این پژوهش به بررسی بهبود این خواص در اثر ترکیب شدن آن­ها با تک لایه گرافن پرداخته شده است. محاسبات برپایه نظریه­ی تابعی چگالی و با استفاده از کد محاسباتی PWscf مبتنی برشبه­پتانسیل انجام شده است. نتایج نیم رسانا بودن هیبرید گرافن و دی اکسید­کربن با گاف نواریeV 299/0 همچنین رسانا شدن هیبرید گرافن/سولفید­کادمیوم را نشان می دهد. در واقع دی­اکسید تیتانیوم ، به گرافن که دارای گاف انرژی صفر می باشد، گاف القا می­کند و این باعث کنترل بسیاری از خواص گرافن از جمله نشتی در ادوات کلید زنی و همچنین بهبود خواص دی­اکسید تیتانیوم می­شود. سولفیدکادمیوم با اینکه عایق با گاف نواری eV 4/2 بود بعد از هیبرید شدن تأثیری چشمگیری برگاف گرافن ندارد، و هیبرید رفتاری فلز­گونه از خود نشان می­دهد.   

واژگان کلیدی:نظریه تابعی چگالی، گرافن، دی­اکسید ­تیتانیوم، سولفید­کادمیوم.

گرافن:  تعریف و تاریخچه
گرافن  ورقه ای دو بعدی (2D) از اتم های کربن در یک پیکربندی شش ضلعی (لانه زنبوری) است. اتم¬های کربنی درگرافن با هیبرید SP2 به هم متصل شده اند [4-1]. گرافن جدیدترین عضو خانواده¬ی مواد کربنی گرافیتی چند بعدی می باشد. این خانواده شامل فولرن به عنوان نانوماده ی صفر بعدی (0D)، نانولوله های کربنی به عنوان نانوماده¬ی یک بعدی (1D) و گرافیت به عنوان یک ماده سه بعدی 3D)) می باشد. اصطلاح گرافن برای اولین بار در سال 1986 معرفی شد که از ترکیب کلمه¬ی گرافیت و یک پسوند (ان) که به هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه‌ای اشاره دارد ایجاد شد. غیر از گرافن تک لایه و دولایه، لایه‌های گرافنی از 3 تا 10 لایه را به نام گرافن کم لایه  و بین 10 تا 30 لایه را به نام گرافن چند¬لایه، گرافن ضخیم  و یا نانو بلورهای نازک گرافیتی، می‌نامند [6-5].
با در نظر گرفتن توجه دانشمندان به گرافن و امید به کاربردهای مختلف آن در آینده¬ی نزدیک، تلاش های تحقیقاتی زیادی به روش های تولید، درک ساختار و خواص گرافن اختصاص داده شده است که در ادامه به آن اشاره خواهد شد.

فصل اول    1
مقدمه    1
1-1 گرافن:  تعریف و تاریخچه    1
1-2 خواص و کاربردهای گرافن    2
1-3 معرفی دی¬اکسید تیتانیوم     3
1-4 معرفی سولفیدکادمیوم    4
1-4-1 کاربردهای سولفیدکادمیوم    4
1-5 هدف کلی پژوهش    5
1-6 مروری برپژوهش¬های انجام شده    5
فصل دوم    7
رهیافت محاسباتی    7
2-1تئوری تابعی چگالی    8
2-2 حل معادله شرودینگر بس الکترونی    9
2-2-1 تقریب بورن- اپنهایمر    9
2-2-2 نظریه¬ی توماس- فرمی- دیراک    11
2-2-3 تقریب الکترون مستقل    12
2-3 قضایای هوهنبرگ-کوهن    12
2-4 رهیافت کوهن-شم    13
2-4-1 حل معادلات کوهن- شم با استفاده از امواج تخت(PW)    16
2-5  محاسبه¬ی پتانسیل تبادلی-همبستگی    19
2-5-1 تقریب چگالی موضعی(LDA)    20
2-5-2 تقریب شیب تعمیم¬یافته (GGA)    21
2-6 شبه پتانسیل    22
2-6-1 انواع شبه پتانسیل    23
2-6-1-2 شبه پتانسیل ابتدا به ساکن    24

صفحه   
فصل سوم    26
بررسی خواص ساختاری هیبرید گرافن و دی¬اکسید تیتانیوم    26
3-1 گرافن  به عنوان  بستر    26
3-2 بهینه سازی پارامترهای محاسباتی    26
3-3 جذب دی¬اکسید تیتانیوم بر گرافن    28
فصل چهارم     34
بررسی خواص ساختاری و الکترونی ترکیب گرافن و سولفیدکادمیوم    34
مقدمه    34
4-2 جذب سولفیدکادمیوم برگرافن    34
4-3  ویژگی¬های هندسی    35
4-4  ویژگی¬های الکترونی    37
فصل پنجم    41
مقایسه هیبرید ویژگی¬های گرافن/دی¬اکسید تیتانیوم و هیبرید گرافن/سولفیدکادمیوم    41
5-1 خواص ساختاری    41
5-2 خواص الکترونی    42
فصل ششم    48
نتیجه گیری و پیشنهادها    48
منابع:    

شامل 66 صفحه فایل word