پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > فيزیک و مهندسی هسته ای > مقطع دکتری > سال 1402
پدیدآورندگان:
محبوبه امیری فدردی [پدیدآور اصلی]، طیبه مولاروی[استاد راهنما]
چکیده:
اهمیت شناسایی گازهای منحصر بفرد در محیط زیست با توجه به دنیای به شدت آلوده ی امروز و وجود گرمایش جهانی بسیار حائز اهمیت است. عوامل اصلی در آلوده تر شدن هوا در اکسیدهای نیتروژن (NOX) و اکسیدهای کربن (COX) است. در میان نانومواد به کار رفته در ساخت حسگرها در سال های اخیر، گرافن به دلیل خواص منحصر بفرد خود مورد توجه قرار گرفته است. چالش های موجود در گرافن منجر شد که محققان با الهام از خواص گرافن، به دنبال بررسی قابلیت های جایگزین باشند. در این میان استانن، جدیدترین ساختار دوبعدی لانه زنبوری شبه گرافنی به دلیل خواص و ویژگی های منحصر بفردخود، برهم کنش قوی تری را نسبت به مولکول های گاز از خود نشان می دهد. در این تحقیق برای اولین بار، پتانسیل نانوحسگر گازهای NOX و COX بر پایه ی نانوروبان های آرمچیر استانن با عرض 6 و عرض 8 مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، جهت مطالعه ی ساختار الکترونی حالت پایه از نظریه ی تابع چگالی (DFT)، و جهت بررسی خواص ترابردی از ترکیب تابع گرین غیر تعادلی (NEGF) و DFT استفاده شده است. نتایج ساختار نواری نشان می دهد نانوروبان با عرض 6 نیمرسانای با گاف نواری مستقیم 376/0 الکترون ولت و نانوروبان با عرض 8 نیمرسانای بدون گاف نواری است. نتایج محاسبات جذب شامل پارامترهای مهمی از قبیل پیکربندی های جذب، حالت های پایدار و تعادلی، خواص ساختاری، انتقال بار، زمان بازیابی، حساسیت و خواص الکترونی شامل ساختار نواری و چگالی حالت ها و همچنین خواص ترابردی شامل طیف انتقال و منحنی جریان-ولتاژ می باشد. ما ابتدا این آنالیزها را روی نانوروبان هیدوژنه استانن خالص با عرض های 6 و 8 انجام دادیم. نتایج حاکی از آن بود که در میان گازهای موردمطالعه، قوی ترین برهم کنش ها با سطح نانوروبان ها مربوط به اکسیدهای نیتروژن (NOX)، و ضعیف ترین برهم کنش ها مربوط به اکسیدهای کربن (COX ) می باشند. همچنین با مقایسه ی نتایج، نانوروبان استانن با عرض بزرگ تر(8)، پاسخ نسبتا بهتری در مقابل گازهای موردبررسی نسبت به عرض کوچک تر (6)، نشان می دهد که نتایج خواص ترابردی و منحنی جریان-ولتاژ نیز آن را تایید می کند. نتایج جریان-ولتاژ نشان می دهد جریان پس از جذب همه ی مولکول ها روی نانوروبان عرض 6 افزایش و روی نانوروبان عرض 8 کاهش می یابد که بیشترین و کمترین تغییرات به ترتیب مربوط به جذب مولکول NO و CO2 می باشد. در ادامه جهت بهبود خواص الکترونی نانوروبان عرض8 جهت حسگری گاز CO، به بررسی اثر آلایش نانوروبان موردنظر با اتم های N و B قبل و بعد از جذب پرداختیم. نتایج نشان داد که این مهندسی ساختار، باعث بازشدن گاف نواری می شود و جذب CO بسیار قوی تر اتفاق می-افتد و به دنبال آن خواص حسگری بهبود می یابد. در انتها به بررسی اثر نقص در پیوندهای آویزان روی نانوروبان با عرض6 و مطالعه ی جذب NO روی لبه ی نانوروبان قبل و بعد از نقص پرداختیم. نتایج حاکی از آن بود که وجود نقوص احتمالی لبه نانوروبان، نه تنها قدرت حسگری آن را کاهش نمی دهد که باعث تقویت آن نیز می-شود. در نهایت نتایج ما، نانوروبان های استانن خالص و آلایش یافته با اتم های N و B را به عنوان ماده ی جدید امیدوارکننده با پتانسیل بالا جهت حسگری گازهای مورد مطالعه توصیه می کند.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#کلمات کلیدی: نانوحسگر #نظریه ی تابع چگالی #تابع گرین غیر تعادلی #اکسیدهای نیتروژن و کربن #نانوروبان #استانن.
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: