دانلود پایان نامه درباره نانولوله، ۱٫۸۰، کاربید

دانلود پایان نامه

گیری
۱-طول های پیوندی نانولوله آرمیچر(۴و۴)سیلیسیم با جایگزینی اتم های آلومینیوم وفسفردر سطح نانولوله ازمقدار اولیه بیشترشده است.زوایای پیوندی نیز در نانولوله با کاهش قابل توجهی را نشان می دهند. در واقع بزرگ بودن اتم های آلومینیوم و فسفر ونیاز آن ها برای اشغال فضا بیشتر باعث وارد آمدن فشار بیشتر به اتم های اطراف خود شده است.

۲-رزونانس مغناطیس هسته شامل دو پارامتر پوششی ایزوتروپیک (CSI) و آنیزوتروپیک
(CSA) است. هر چقدر دانسیته ابر الکترونی در اطراف هسته زیاد باشد مقدار CSI زیاد می
شود اما هر چقد پارامتر CSA زیاد باشد بدین معناست که توزیع دانسیته ابرالکترونی در
راستای محور Z زیاد می باشد.
۳- نتایج حاصل از محاسبات NQR نشان می دهد بیشتر شدن مقدار مقادیر CQ و ηQ به
معنای تراکم ابر الکترونی بیشتر و نیاز بیشتر به نیروی EFG جهت توتغییر ممان چهار قطبی
هسته ای مورد نیاز است.
۴- تراکم ابر الکترونی اوربیتا هومو در همه مدل ها بر روی اتم کربن و تراکم ابر
الکترونی لومو در همه مدل ها بر روی اتم سیلیسیم متمرکز است. موقعیت هایی با تراکم ابر
الکترونی اوربیتال هومو برای جذب گونه الکتروفیل و مناطق با تراکم ابر الکترونی لومو برای جذب گونه نوکلئوفیل مناسب هستند.
۵- با جایگزینی اتم P در تمامی مدل ها مقادیر ω ، χ و μ نسبت به حالت اولیه اندکی
افزایش داشته است این امر حاکی از آن است که اتم فسفر فعالیت و الکترون گیرندگی نانولوله را بیشتر کرده است اما مقادیر η و گپ انرژی کاهش محسوسی را نشان می دهد در نتیجه رسانایی بیشتر می شود.

فصل سوم
بررسی اثر جایگزین شدن آلومینیوم و فسفر در ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسیم کاربید

۳-۱-بررسی ساختاری فرایند جایگزینی آلومینیوم و فسفر در ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسم کاربید
در این قسمت قصد داریم به بررسی ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسیم کاربید با ۳۲ اتم سیلیسیم و۳۲اتم کربن با طول ۹ آنگسترم وقطر ۲۴/۸ آنگسترم بپردازیم .برای سادگی و کوتاه تر شدن محاسبات ۸لایه را انتخاب می کرده وابتداو انتهای آن را با هیدروژن اشباع نموده ایم سپس تمامی ساختارهای انتخاب شده را بهینه کرده و تمامی پارامترهای کوانتومی،NMR، NQRو هومو ولوموآن را محاسبه نموده ایم تمام محاسبات در سطحB3LYP/6-31G* انجام گرفته است.
در اینجا نیز همانند ساختار آرمیچر(۴و۴) چهار مدل انتخاب گردیده است در شکل (۳-۱) نمادگذاری ساختار نانولوله (۰و۸) زیگزاگ نمایش داده شده است اتم های جایگزین شده در چهار لایه قرارداده شده اند که شامل لایه های ۱، ۲، ۳ و۴ می باشد.

شکل۳-۱ نمادگذاری ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسم کاربید
۳-۲-بررسی طول پیوند و زاویه پیوند نانو لوله سیلیسیم کاربید
۳-۲-۱ بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه اول
بررسی تغییرات طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله (۰و۸)زیگزاک نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول در جدول (۳-۱)آورده شده است دو اتم فسفر و آلومینیوم به عنوان اتم ناخالص بر سطح نانولوله قرار گرفته اند شکل (۳-۲)نانولوله جایگزین شده با اتم های آلومینیوم ، فسفر و آلومینیوم –فسفر در لایه اول را نشان می دهد.

(الف) (ب) (پ)

شکل (۳-۲) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه اول الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر
همانطور که در جدول (۳-۱) ملاحظه می شود زمانی که اتم آلومینیوم برسطح نانولوله به جای اتم کربن قرار می گیرد تغییرات قابل توجهی در ساختار نانولوله روی می دهد بدین صورت که طول های پیوندی در اطراف اتم آلومینیوم تقریبا دوبرابر حالت خالص شده است به عبارتی از مقدار اولیه ۸۰/۱ در Al-Si23وAl-SI22 به مقدار میانگین ۴۳/۲تغییر یافته است. در واقع شعاع اتمی بزرگتر اتم اتم آلومینیوم جایگزین شده به جای اتم کربن باعث چنین افزایشی در طول پیوند شده است . با توجه به افزایش طول پیوند در جایگزینی با اتم آلومینیوم انتظار می رود که زاویه پیوند در اطراف اتم آلومینیوم جایگزین شده به علت بزرگ بودن اتم آلومینیوم و نیاز به اشغال فضای بیشتر کاهش یابد.
نتایج محاسبات نشان می دهد که انتظار ما به واقعیت بسیار نزدیک است چنان که در جدول مشاهده می کنید در نواحی اطراف اتم آلومینیوم بویژه در Si21-Al-SI23و Al-SI23-C13 زوایای پیوند با کاهش چشمگیری نسبت به مدل اولیه مواجه هستند.
اما زمانی که اتم فسفر به جای کربن در نانولوله قرار می گیرد همانند جایگزینی با اتم آلومینیوم مقادیر طول پیوند در اطراف اتم فسفر روند افزایشی داشته است که این تغییرات در موقعیت های P-Si23وP-Si24 مشهودتر بوده واز مقادیر اولیه ۸۰/۱به مقدار میانگین ۲۷/۲ رسیده است اما چون اتم فسفر نسبت به آلومینیوم شعاع کوچکتری دارد مقادیر طول پیوند آن کمتر از جایگزینی با اتم آلومینیوم می باشد اما مقادیر زاویه های پیوندی محاسبه شده نشان می دهد که زوایای پیوندی در اطراف اتم فسفر نسبت به حالت اولیه کاهش داشته است این تغییرات به خصوص در موقعیت های C12-SI23-PوSI23-P-SI24 وSi23-C33-
مقادیر زاویه های پیوندی از مقادیر اولیه ۸۳/۱۲۱،۸۲/۱۱۹و۰۴/۱۱۹به ترتیب به مقادیر ۵۶/۱۱۹،۲۰/۹۰،۳۴/۱۱۶در حالت جایگزینی کاهش پیدا کرده است .
اما هنگامی که اتم ها
ی آلومینییوم وفسفر همزمان در جای C12وC13 قرار می گیرند طول های پیوندی در اطراف اتم آلومینیوم اندکی بیشتر از جایگزینی اتم فسفر افزایش داشته است و بلعکس زوایای پیوندی در اطراف اتم آلومینیوم اندکی کمتر از اتم فسفر کاهش یافته است که علت این پدیده را می توان به شعاع اتمی بیشتر اتم آلومینیوم نسبت به فسفر وکربن دانست در واقع نیاز بیشتر اتم آلومینیوم برای اشغال فضا در نانولوله باعث شده که این اتم به اتم های کناری خود بیشتر فشار وارد کند پس طول پیوند و زاویه پیوندی در اطراف خود را
بیشتر تغییر داده است.
جدول ۳-۱ پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول

(۸,۰)Zigzag model (layer1)
Length bond(Å)
ProPerties
Prinstine
DoPed AL
DoPed P
DoPed AL-P
C12/Al-Si23
1.80
2.43
1.74
2.45
C13/P-Si23
1.80
1.76
2.27
2.27
C12/Al-Si22
1.80
2.43
1.80
2.41
C13/P-Si24
1.80
1.80
2.27
2.26
Si23-C33
1.84
1.82
1.80
1.76
Si24-C34
1.84
1.82
1.80
1.78
Si22-C32
1.84
1.82
1.82
1.80
Angle bond
C11-Si21-C12/Al
121.83
120.22
123.41
118.68
Si21-C12/Al -Si23
119.84
98.73
119.55
99.73
C12/Al -Si23-C13/P
121.83
119.83
119.56
125.70
Si23-C13/P -Si24
119.82
120.37
90.20
94.70
C12/Al -Si23-C33
117.45
116.35
122.11
117.78
C13/P -Si23-C33
117.45
120.03
117.86
115.97
Si23-C33-Si43
119.03
115.72
120.53
120.29
Si23-C33-Si42
119.04
124.64
116.34
124.65

3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه دوم
نتایج بررسی طول پیوند وزاویه پیوند در لایه دوم در جدول (۳-۲) گردآوری شده است. در این نانولوله نیز دواتم آلومینیوم و فسفر به ترتیب به جای اتم های Si22وSi23 قرار گرفته اند مدل های جایگزینی در شکل (۳-۳)نمایش داده شده اند.

(الف) (ب) (پ)
شکل (۳-۳) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه دوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر
همانطور که در جدول (۳-۲)نشان داده شده است. با جایگزینی اتم آلومینیوم در سطح نانولوله تمامی طول های پیوندی تقریبا به میزان یکسانی تغییر یافته اند به طوری که از میانگین مقادیر اولیه ۸۰/۱و۸۴/۱در حالت خالص به مقدار ثابت میانگین ۶۴/۱کاهش پیداکرده است درواقع انتظار می رفت که به علت بزرگتربودن شعاع اتمی اتم آلومینیوم نسبت به کربن طول های پیوندی اطراف اتم آلومینیوم افزایش یافته باشد اما برخلاف انتظار طول های پیوندی کاهش قابل توجهی را داشته اند واما درمورد زوایه پیوندی موافق انتظار ما پیش رفته است یعنی انتظار ما کاهش زوایه پیوندی در اطراف اتم آلومینیوم است که محاسبات نیز صحت این انتظار رانشان می دهد ودر اطراف اتم آلومینیوم به خصوص در مناطق C11-Al-C12وAl-C12-Si23 وC12-Si23-C13 از مقادیر اولیه ۸۳/۱۲۱، ۸۴/۱۱۹و۸۳/۱۲۱ به مقدار میانگین ۹۹/۱۱۵آنگستروم در حالت جایگزینی کاهش یافته است .
در حضور اتم فسفر نیز هم چون جایگزینی اتم آلومینیم تقریبا در تمامی طول های پیوندی کاهش قابل ملاحظه ای مشاهده می شود و در C12 – P ، C13-P ، C33 –P ازمقداراولیه ۸۰/۱ ، ۸۰/۱ و ۸۴/۱ به ۶۸/۱ ، ۶۹/۱ و ۷۳/۱ آنگستروم تغییر یافته اند بزرگتر بودن شعاع اتمی اتم فسفر و نیاز به اشغال فضای بیشتر سبب کاهش زوایایSi22-C12-P، C12-Si22-C32 و P-C33-Si43 از مقادیر اولیه ۸۴/۱۱۹ ، ۴۵/۱۱۷ و ۰۳/۱۱۹ آنگستروم به ۹۹/۱۱۸ ، ۱۷/۱۱۵ ، ۹۹/۱۱۸ آنگستروم شده است.
جدول ۳-۲ پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم
(۸,۰)Zigzag model (layer2)
Length bond(Å)
ProPerties
Prinstine
DoPed AL
DoPed P
DoPed AL-P
C11-Si22/Al
1.80
1.64
1.75
1.89
C12-Si23/P
1.80
1.64
1.68
1.67
C13-Si23/P
1.80
1.64
1.69
1.70
Si24-C34
1.84
1.64
1.81
1.81
Si23/P -C33
1.84
1.64
1.73
1.76
Si22/Al -C32
1.84
1.64
1.80
1.93
C12-Si22/Al
1.80
1.64
1.80
1.93
C13-Si23/P
1.80
1.64
1.80
1.78
Angle bond
C11-Si22/Al -C12
121.83
115.99
122.99
126.81
Si22/Al -C12-Si23/P
119.84
115.99
118.99
118.18
C12-Si23/P -C13
121.83
115.99
122.27
123.56
Si23/P -C13-Si24
119.82
115.99
122.27
120.71
C12-Si22/Al -C32
117.45
120.15
115.17
112.84
C12-Si23/P -C33
117.45
120.15
118.63
119.73
Si23/P -C33-Si43
119.03
120.15
118.99
118.52
Si24-C34-Si43
119.03
120.15
118.53
117.23

3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه سوم
نتایج بررسی طول پیوند لایه سوم نانولوله سیلیسم کاربید در جدول ( ۳-۳) آمده است همانند لایه های بررسی شده پیشین این لایه نیز به وسیله دو اتم آلومینیم و فسفر جایگزین شده است . شکل (۴-۳) نانولوله های جایگزین شده با اتم آلومینیم ، فسفر و آلومینیم – فسفر را نشان می دهد.

(الف) (ب) (پ)
شکل (۳-۴) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه سوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر
همانگونه که نتایج محاسبات طول پیوند جدول (۳-۳) نشان می دهد با ورود اتم آلومینیوم در سطح نانولوله به جای اتم C33 در اکثر طول های پیوندی تغییرات جشمگیری دیده می شود این تغییرات در مناطقSI42-Al، Al-SI43 وAl-Si23قابل توجه ترمی باشد به عب
ارتی مقادیر طول پیوند در این نواحی از مقادیر اولیه افزایش شدیدی پیداکرده است با جایگزینی اتم فسفر به جای اتم کربن نیز افزایش شایان

Author: mitra6--javid

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *