دانلود پایان نامه درباره نانولوله، CSI، CSA

دانلود پایان نامه

ابرالکترونی در اطراف این هسته هاشده است اما بررسی مقادیرCSA نشان می دهد که مقادیر CSA در موقعیت های C13، C14، C31، C34، C53، C54، C71، C73و C74کاهش نسبتا شدیدی نسبت به مقدار اولیه داشته است. پس می توان گفت که دانسیته ابر الکترونی در این موقعیت ها در راستای محور Z کاهش قابل توجهی پیدا کرده است.

شکل(۲-۱۰)نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی – CSI در هسته Si مربوط به جایگزینی اتم های Al ، P و AL-P در لایه پنجم

شکل(۲-۱۱) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی – CSI در هسته C مربوط به جایگزینی اتم های Al ، P

2-3-3-2 بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته ۲۹Siو ۱۳Cدر جایگزینی با اتمP در لایه پنجم
مقایسه مقادیر پارامترهای NMR هسته های سیلیسیم وکربن در جایگزینی اتم فسفر در لایه پنجم در جدول (۲-۱۲) و شکل های (۲-۲۰) و (۲-۲۱) جمع آوری شده است.
همانطور که نمودار شکل (۲-۲۰) نشان می دهد با ورود اتم فسفر برسطح نانولوله مقادیرCSI هسته های سیلیسیم نسبت به مقادیر اولیه تقریبا در کل نانولوله افزایش یافته است به جز در نقاط Si41، Si52و Si62که در واقع نقاط اطراف جایگزینی با اتم فسفر هستند. علت افزایش مقادیر CSI در حضور اتم فسفر از طرفی به علت بیشتر بودن الکترونگاتیوی اتم فسفر (۱۹/۲ eP=) نسبت به اتم سیلیسیم (۹۰/۱ eSi=) می باشد که باعث شده چگالی الکترونی به اتم های مجاور منتقل شده که به نوبه خود باعث افزایش دانسیته الکترونی ودر نهایت افزایش مقادیر CSI شود.
از طرف دیگر اتم فسفر در گروه ۵ قرار دارد و در بیرونی ترین لایه ظرفیت خود دارای ۵ الکترون می باشد. اما اتم سیلیسم در گروه ۴ قرار گرفته است و در لایه ظرفیت خود دارای ۴ الکترون است پس تعداد الکترون های لایه ظرفیت اتم فسفر بیشتر بوده و اثر القایی مثبتی را در سطح نانولوله به وجود آورده است این دوعامل با عث افزایش مقادیر CSI هسته های سیلیسیم در حضور اتم فسفر شده است اما مقایسه مقادیر CSAهسته سیلیسیم نشان می دهد که با جایگزینی اتم فسفر مقادیر CSA درهمه لایه ها افزایش داشته به جز در لایه دوم، چهارم و ششم که به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.

بررسی مقادیر CSI نمودار (۲-۲۱) هسته های کربن نشان می دهد که با ورود اتم فسفر در بیشتر نقاط نانولوله مقادیر CSI نسبت به حالت خالص اولیه کاهش داشته است به جز در موقعیت های C11، C21، C34 وC81 که از مقادیر اولیه ۹۸، ۱۰۴، ۱۰۲ و ۹۸ به ترتیب به مقادیر ۱۰۱، ۱۰۶، ۹۹، ۱۰۷ و۱۰۱افزایش یافته است. بنابراین دانسیته ابرالکترونی در اطراف این هسته ها بیشتراز سایر نقاط می باشد. اما مقایسه نتایج مقادیر CSA هسته های کربن نشان می دهد که مقادیر CSA در لایه های دوم، چهارم، ششم و هشتم نسبت به مقدار اولیه افزایش شایان ذکری داشته است و برعکس لایه های اول، سوم، پنجم وهفتم نسبت به مقدار اولیه کاهش یافته اند پس در این جا دانسیته ابرالکترونی در راستای محور Z کاهش یافته است.

۲-۳-۳-۳ بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته ۲۹Siو ۱۳Cدر جایگزینی با اتمAl-P در لایه پنجم
نتایج بررسی پارامترهای پوششی CSIو CSA برای نانولوله (۴و۴) آرمیچر در جدول (۲-۱۳) و شکل های (۲-۲۲)و(۲-۲۳ )آورده شده است.
همانگونه که نمودار شکل (۲-۲۲) نشان می دهد با ورود همزمان اتم های آلومینیوم وفسفر برسطح نانولوله سیلیسیم کاربید مقادیر CSIهسته های سیلیسیم نسبت به مقادیر حالت خالص کاهش یافته است این میزان کاهش در نواحی Si61وSi41 نسبت به دیگر موقعیت ها بیشتر است اما اتم آلومینیوم با افت شدیدی مقدارCSI مواجه است پس در این نواحی دانسیته ابرالکترونی نسبت به حالت خالص کاهش پیدا کرده است. اما مقایسه نتایج مقادیر CSA جدول (۲-۱۳) نشان می دهد که مقادیر CSA با جایگزینی اتم های فسفر-آلومینیوم تقریبا به یک نسبت کاهش یافته است این عامل باعث می شود که دانسیته ابرالکترونی در اطراف محور کمترشود.
اما نتایج مقایسه مقادیرCSI هسته کربن ها نشان می دهد که با جایگزینی اتم های آلومینیوم وفسفر در لایه پنجم به ترتیب به جای اتم های Si52وSi51 مقادیر CSI هسته های کربن در تمامی نانولوله نسبت به حالت اولیه افزایش پیدا کرده است که این امر حاکی از آن است که هردوعامل بیشتر بودن الکترونگاتیویته وتعداد الکترون های لایه ظرفیت اتم فسفر باعث افزایش مقادیر CSIدرکل نانولوله گشته است و در نهایت دانسیته ابرالکترونی در اطراف نانولوله بیشتر شده است. اما در مورد مقادیر CSA هسته های کربن نانولوله سیلیسیم کربن باید گفت که مقادیر CSAهسته های کربن نیز همچون مقادیر CSA هسته های سیلیسیم در کل نانولوله کاهش یافته است. به عبارتی جایگزینی اتم های آلومینیوم وفسفر در نانولوله تاثیر داشته و باعث کاهش تراکم ابرالکترونی در راستای محورZ نانولوله شده است.

۲-۳-۴ بررسی پارامترهایNMR نانولوله آرمچیر(۴و۴) سیلیسیم کاربید در لایه هفتم
۲-۳-۴-۱ بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته ۲۹Siو ۱۳Cدر جایگزینی با اتمAl در لایه هفتم
نتایج محاسبات پارامترهای CSIو CSA در جدول (۲-۸) ونمودارهای پوششی هسته های کربن وسیلیسیم در شکل (۲-۱۲) و (۲-۱۳) آمده است.
همانگونه که نمودار شکل (۲-۱۲) نشان می دهد با جایگزینی اتم آلومینیوم در لایه هفتم مقادیر CSI هسته سیلیسیم در کل نانولوله نسبت به حالت خالص با کاهش چشمگیری روبروهستند امادر نقطه جایگزینی آلومینیوم با افت شدیدی مقدار CSI مواجه است پس در این نانولوله دانسیته ابرالکترونی زیادتر شده است. اما محاسبات پارامتر CSA هسته سیلیسیم نیز همچون پارامتر CSI کاهش نسبتا یکسانی در تمامی موقعیت های نانولوله را نشان می
دهد.

اما با نگاهی به جدول (۲-۸) وشکل (۲-۱۳) درمی یابیم که مقادیر CSI هسته های کربن در کل نانولوله نسبت به مدل اولیه تقریبا تغییر پیدا کرده اند. اما این مقادیر در مواضعC62، C71، C72، C73، C82 و C83 نسبت به مقادیر اولیه کاهش شایان ذکری داشته اند و به ترتیب از مقادیر ۱۰۲، ۹۴، ۱۰۴، ۱۰۴ ،۱۰۴ و ۹۸ در حالت اولیه به مقادیر ۹۵، ۸۹، ۹۶، ۶۴، ۹۹ و۳۹ کاهش داشته اند در واقع این موقعیت ها محل های اطراف اتم های جایگین شده می باشند و در سایر نقاط تغییرات چشمگیری قابل ملاحظه نیست.
بررسی بیشتر نشان می دهد که مقادیرCSA هسته های کربن در لایه اول، سوم، پنجم وهفتم کمتر از لایه دوم، چهارم، ششم وهشتم می باشد. پس در لایه های اول وسوم، پنجم و هفتم دانسیته ابر الکترونی در راستای محور Z کمتر می باشد .

شکل(۲-۱۲) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی – CSI در هسته Si مربوط به جایگزینی اتم های Al ، Pو AL-P در لایه هفتم.

شکل (۲-۱۳)نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی – CSI در هسته C مربوط به جایگزینی اتم های Al ، Pو AL-P در لایه هفتم.

۲-۳-۴-۲ بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته ۲۹Siو ۱۳Cدر جایگزینی با اتمP در لایه هفتم
در جدول (۲-۸)پارامترهای NMR هسته سیلیسیم وکربن نانولوله آرمیچر (۴و۴)سیلیسیم کاربید مربوط به جایگزینی اتم فسفر در لایه هفتم مشاهده می شود وشکل های (۲-۱۲) و (۲-۱۳) نیز پارامترهای پوششی شیمیایی CSI هسته سیلیسیم وکربن مربوط به جایگزینی فسفر را نشان می دهد.
با توجه به نتایج جدول ونگاهی به شکل (۲-۱۲) باید گفت که مقادیر CSI و CSA با جایگزینی اتم فسفر در همه موقعیت های نانولوله تغییر داشته است. اما مقادیر CSI کم البته این تغییرات در هسته های Si72 و Si81 که در حقیقت موقعیت های اطراف هسته فسفر می باشند نسبت به سایر محل ها محسوس تر می باشد. به طوری که مقادیر آنها از مقدار اولیه ۳۰۶ و۳۱۴ به ترتیب به ۲۹۰ و ۲۵۵ در حالت جایگزینی با اتم فسفر کاهش افته است ودر سایر محل ها تغییرات چندانی به چشم نمی خورد.
اما با مقایسه کلی مقادیر CSA در می یابیم که مقادیر CSA هسته ها سیلیسیم در لایه های دوم، چهارم ، ششم وهشتم از سایر نقاط در لایه های دیگر کمتر است پس تراکم ابرالکترونی در راستای این نواحی کمتر می باشد.
بررسی دقیق نتایج جدول وشکل (۲-۱۳) نشان می دهد که با جایگزینی اتم فسفر مقادیر در نانولوله تغییرات چندانی نداشته است به جز در محل های C51، C62، C81و C82که از مقادیر اولیه ۱۰۲، ۹۴، ۹۸ و۹۸به ترتیب به ۹۸، ۸۶، ۸۱ و۸۲کاهش یافته اند این بدان معناست که دانسیته ابر الکترونی در اطراف این محل ها کمترشده و در نتیجه باعث کاهش مقادیر CSI در این هسته ها شده است
اما بررسی مقادیر CSA هسته های کربن نشان می دهد که مقادیر CSAدر لایه های اول، سوم، پنجم و هفتم نسبت به لایه دوم، چهارم، ششم و هشتم کمتر شده است.
۲-۳-۴-۳ بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته ۲۹Siو ۱۳Cدر جایگزینی با اتمAl-P در لایه هفتم
جدول (۲-۸) و نمودارهای (۲-۱۲) و (۲-۱۳) پارامترهای پوششی شیمیایی CSI نانولوله (۴و۴) آرمیچر سیلیسیم کربن با جایگزینی آلومینیوم- فسفر در لایه هفتم را نشان می دهد.
با مقایسه مقادیر CSI جدول و با توجه به نمودار شکل (۲-۱۲) مشاهده می شود هنگامی که اتم های آلومینیوم فسفر همزمان در سطح نانولوله قرار می گیرند، مقادیر CSI هسته های سیلیسیم تقریبا در تمام لایه ها با کاهش نسبتا اندکی نسبت به حالت اولیه مواجه هستند به ویژه در موقعیت های Si61 وSi81 که مقادیر CSI از مقادیر ۳۰۵ و۳۱۴ در حالت خالص به ترتیب به مقادیر ۲۳۰ و ۲۵۳ کاهش یافته است.
درمورد مقادیر CSA نیز باید گفت که همچون مقادیر CSI این مقادیر نیز با جایگزینی اتم های آلومینیوم وفسفر کاهش یافته است این بدان معناست که دانسیته ابر الکترونی در راستای محور Z این موقعیت ها کمتر شده است.
با مقایسه نتایج جدول و شکل (۲-۱۳) متوجه می شویم که مقادیر CSI هسته های کربن برخلاف هسته های سیلیسیم نسبت به مدل اولیه در همه لایه ها افزایش داشته است و در هر لایه تقریبا به یک میزان تغییر کرده است، بجز در موضع C81 که نزدیک به اتم های جایگزین شده می باشد که از مقدار اولیه ۹۸ به مقدار ۸۸ کاهش یافته است، پس در اینجا نیز دو عامل بیشتر بودن الکترونگاتیوی و الکترون های لایه ظرفیت اتم فسفر در افزایش مقادیر CSI هسته های کربن جایگزین شده موثر می باشد و این دوعامل باعث افزایش دانسیته ابرالکترونی شده است.
این افزایش در مقادیر CSI نشان دهنده قوی بودن نیروی های الکترومغناطیس جهت تغییر اسپین الکترون هاست، اما در مورد مقادیر CSA هسته های کربن باید گفت که در تمامی موقعیت ها مقادیر CSA کاهش یافته اند که این امر نشان دهنده کمتر بودن دانسیته ابر الکترونی در راستای محور Z می باشد.

۲-۴ بررسی پارامترهای NQR نانولوله آرمچیر(۴و۴) سیلیسیم کاربید
داده ها ی جدول ( ۲-۹) تا (۲-۱۲) پارامتر های NQRرابرای هسته های کربن در مدل آرمچیر (۴و۴) نانولوله سیلیسیم کاربید را نشان می دهد. پارامتر های قابل اندازه گیری در NQR شامل ثابت چهارقطبی هسته ای CQ و پارامتر نامتقارن Qη می باشد. CQ انرژی برهمکنش ممان چهارقطبی هسته الکتریکی(eQ) با تنسور EFG در موقعیت چهارقطبی است و پارامترهای نامتقارن کمیت تنسور EFGو توصیف گر انحراف از تقارن در محل چهار قطبی هسته ای است.
تمامی محاسبات با استفاده از تئوری تابعی چگالی و با استفاده از مجموعه برنامه های GausSian 03 اجرا شده است. معادله (۲-۳) و (۲-۴) پارامترهای NQR را نشان می دهد.
۲-۳
c_Q (MHz)=e^2 Qq_zz h^(_1)
2-4
η_Q=(q_xx
-q_yy) q_zz 0η_Q<1 در اینجا hثابت پلانک است و مقدار آن J/S34-10× ۶۲۶۰۶۸۹۶/۶ است و Q عددی ثابت و ممان چهارقطبی هسته ای ویژه است که مقدار استاندارد آن [Q(11B) = 33.27 mb [ گزارش شده است. هسته هایی که اسپین آن ها I>1/2 باشد در اسپکتروسکوپی NQR فعال هستند. در این هسته ها مقادیر ویژه تنسورهای EFG به ترتیبqxx ، qyy وqzz می باشند که بین آن ها درسیستم مختصات سه بعدی دکارتی رابطه||q_xx | |q_ZZ||q_yy برقرار است این تنسورها به پارامترهای قابل اندازه گیری تجربی (〖 C〗_Q) و (η_Q) تبدیل می شودqxx . ، qyy و qzz به ترتیب ممان چهارقطبی هسته در راستای محور های X، Y و Z هستند.
ازآنجایی که تنها اتم کربن در نانولوله سیلیسیم کاربید در NQRفعال است لذا ما در این جا تنها اتم کربن را محاسبه نموده ایم .
۲-۴-۱ بررسی

Author: mitra6--javid

دیدگاهتان را بنویسید

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