عنوان پایان نامه:

بررسی نظری اثر حضور ناخالصی های لانتانیدی بر روی ساختار الکترونی نانولوله های کربنی(CNT) و نانولوله های BC3،BC2N

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

1-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………….2

1-2- نانوچیست؟…………………………………………………………………………………….2

1-3- تاریخچه فناوری نانو…………………………………………………………………………….3

1-4-کربن……………………………………………………………………………………………….3

1-5- انواع گونه های کربن……………………………………………………………………………3

1-5-1-گرافیت………………………………………………………………………………………..4

1-5-2- الماس………………………………………………………………………………………..5

1-5-3-فولرن…………………………………………………………………………………………..5

1-5-4-گرافن…………………………………………………………………………………………..6

1-6- ­نانولوله های کربنی…………………………………………………………………………..7

1-7- تاریخچه نانولوله ها…………………………………………………………………………….7

۱-8- انواع نانولوله های کربنی……………………………………………………………………7

1-8-1- نانولوله تک جداره…………………………………………………………………………..8

2-8-2- نانو لوله چند جداره ……………………………………………………………………….8

1-8-3-فولرایت……………………………………………………………………………………….8

1-8-4- تروس یا حلقه ای………………………………………………………………………….8

1-8-5- ساختارهای غیر ایده آل……………………………………………………………………8

1-9- ساختارنانولوله ها……………………………………………………………………………..9

1-9-۱- ساختار هندسی…………………………………………………………………………….9

1-9-2 – ساختارالکترونی…………………………………………………………………………..10

1-10- فیزیکی و شیمیایی نانو لوله­ ها …………………………………………………………..11

1-11- واکنش‌پذیری شیمیایی نانولوله ­های کربنی………………………………………………11

1-12- نانو لوله کربنی- روشهای­تولید………………………………………………………………12

1-12-1- روش تخلیه قوس الکتریکی……………………………………………………………..12

1-12-2- روش فرسایش لیزر……………………………………………………………………….13

1-12-3- رسوب بخار شیمیایی…………………………………………………………………….13

1-13- ویژگی های نانو لوله های کربنی……………………………………………………………14

1-14- کاربردهای نانولوله‌های کربنی……………………………………………………………….16

1-14-1-کابل های برق………………………………………………………………………………..16

1-14-2- حسگرها…………………………………………………………………………………….16

1-14-3-پزشکی……………………………………………………………………………………..17

1-14-4-حافظه­ های ­نانولوله ­ای…………………………………………………………………..17

1-14-5- دیگر کاربردها………………………………………………………………………………..17

فصل دوم مقدمه ای بر شیمی محاسبات

2-1- شیمی محاسباتی……………………………………………………………………………19

2-2- شیمی محاسباتی شامل روشهای مختلف ریاضی در دو مدل تقسیم بندی می شود..19

2-2-1- مدل مکانیک مولکولی……………………………………………………………………..19

2-2-2- مدل مکانیک کوانتومی……………………………………………………………………..20

2-3- تئوری ساختار الکترونی………………………………………………………………………21

2-3-1- روش‌های نیمه تجربی……………………………………………………………………21

2-3-2- روش‌های آغازین (Ab initio)…………………………………………………………21

2-3-3- روشهایی بر پایه نظریه تابعیت چگالی(DFT)………………………………………..21

2-4- مجموعه پایه………………………………………………………………………………….21

2-5- تئوری تابعیت چگالی(DFT)………………………………………………………………….22

2-5-1- قضیه هوهنبرگ – کوهن…………………………………………………………………23

2-5-2- نظریه کوهن – شم………………………………………………………………………..25

2-5-2- تابعیت­های تبادل – همبستگی…………………………………………………………..26

2-6- تقریب های مورد استفاده در محاسباتDFT…………………………………………..

2-6-1- تقریب دانسیته محلی(LDA)……………………………………………………………27

2-6-2- تقریب شیب تعمیم یافته (GGA)……………………………………………………….29

2-6-3- روش پیوستگی آدیاباتیک (ACM)………………………………………………………..30

2-7- پتانسیل مؤثر هسته (ECP)…………………………………………………………………32

فصل سوم اشکال و جداول

3-1- اهمیت نانو لوله های کربنی (CNT)………………………………………………………..35

3-2- برنامه های محاسباتی مورد استفاده…………………………………………………….35

3-3- جزئیات محاسباتی……………………………………………………………………………36

3-4- شکل ساختارهای بهینه شده کمپلکس ها………………………………………………36

3-5- جداول…………………………………………………………………………………………45

فصل چهارم نتایج و بحث

4-1- بررسی نتایج بدست آمده برای کمپلکس [CNT-Ln(H₂O)_n]……………………………..60

4-1-1- بررسی طول پیوندی و انرژی برهمکنش کمپلکس[CNT-Ln(H₂O)_n] ………………..60

4-1-2- بررسی هدایت الکتریکی کمپلکس [CNT-Ln(H₂O)_n]………………………………….62

4-1-3- بررسی نتایج بدست آمده از آنالیز QTAIM در کمپلکس [CNT-Ln(H₂O)_n]………….66

4-1-4- بررسی نتایج بدست آمده از آنالیز NBO در کمپلکس [CNT-Ln(H₂O)_n]………………68

4-2- بررسی نتایج کمپلکس [CNT-Ln(H₂)_n]……………………………………………………..70

4-2-1- بررسی طول پیوندی و انرژی برهمکنش برای کمپلکس  [CNT-Ln(H₂)_n]…………….70

4-2-2- بررسی هدایت الکتریکی کمپلکس  [ CNT-Ln(H₂)_n]…………………………………..72

4-2-3- نتایج بدست آمده از آنالیز QTAIM در کمپلکس [CNT-Ln(H₂)n]………………………..75

4-2-4- نتایج آنالیز NBO در کمپلکس [CNT-Ln(H₂)_n]………………………………………………76

4-3- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در نانولوله های BC3, BC2N…………………………..

4-3-1- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در هدایت الکتریکی نانولوله BC3…………………..

4-3-2- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در هدایت الکتریکی نانولوله BC2N……………….

4-4- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………..84

4-5- پیشنهادات………………………………………………………………………………………84

منابع…………………………………………………………………………………………………..85

چکیده:

در این پایان نامه، به بررسی نظری اثر حضور ناخالصیهای لانتانیدی بر روی ساختار الکترونی نانولوله­های کربنی(CNT)  و نانولوله­های BC3،BC2N  پرداخته شده است. همچنین اثر کاتیونهای لانتانیدی (La³⁺,Eu³⁺,Lu³⁺) دکره شده در فرآیند جذب H₂O و  H₂در کمپلکس­های [CNT-Ln(H₂O)_n] و
 [CNT-Ln(H₂)_n] بررسی گردیده است. محاسبات شیمی کوانتومی در سطح نظریه تابعیت چگالی، برای این کمپلکس­ها با استفاده از روش محاسباتی B3LYP و از مجموعه پایه ECP/7s 6p 5d برای اتمهای لانتانیدی و هم چنین از مجموعه پایه 6-31G* برای سایر اتم­ها انجام شده است. انرژی برهمکنش، آنالیز اتم­ها در مولکولها(AIM)  و آنالیز اوربیتال­های طبیعی پیوندی (NBO) در کمپلکس­های [CNT-Ln(H₂O)_n] و [CNT-Ln(H₂)_n] مطالعه شده­اند. با جایگزین کردن کاتیون لانتانیوم در کمپلکسهای [BC3-La] و  [BC2N-La] نتایج محاسبات نشان داد که شکاف انرژی نسبت به نانولوله اولیه تغییر یافته و به ترتیب باعث کاهش و افزایش رسانایی در این کمپلکس­ها شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.