پ.ف.187

كارشناسي ارشد

رشته فيزيك (M.Sc) گرايش: اتمي مولكولي

پيام نورشيراز

1396-97

1397/06/21

77ص.

شيركاني ، حسين و قرائتي، عبدالرسول

فروزاني ،قاسم

گرافن با ساختاري لانه¬زنبوري از اتم¬هاي كربن به¬علت دارا بودن ويژگي¬هاي شگفت¬انگيز اپتيكي و الكترونيكي مورد توجه بسياري از پژوهشگران قرار گرفته است. از مهم¬ترين چالش¬هاي استفاده از گرافن در ادوات اپتيكي و الكترونيكي، امكان و نحوه¬ي كنترل اين ويژگي¬ها است. در اين پايان¬نامه نقاط كوانتومي گرافن با لبه¬هاي زيگزاگ جهت شبيه¬سازي انتخاب شده است. چرا¬كه گرافن داراي پايداري بيشتر و همچنين محدوده وسيعي از گاف نواري مي¬باشد. در ادامه اثر افزايش ابعاد، شكل و تاثير گاز NO2 بر خواص الكترونيكي از جمله گاف انرژي، قطبش¬پذيري، طيف IR و انرژي تشكيل در نقاط كوانتومي گرافن مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور با استفاده از روش نظريه تابعي چگالي و نرم¬افزار گوسين 09 به شبيه¬سازي ساختارها پرداخته شده است. مشاهده مي¬شود كه تحت تاثير گسترش ابعاد ساختارها گاف نواري (قطبش¬پذيري) كاهش (افزايش) مي¬يابد اما تحت تاثير گاز NO2 مقدار گاف نواري (قطبش¬پذيري) به¬طور جالب¬توجهي، كاهش (افزايش) پيدا مي¬كند. قابليت تنظيم گاف نواري در چنين محدوده¬ي وسيعي باعث مي¬شود كه ما نيم¬رساناها و عايق¬هايي با گاف¬هاي نواري متفاوت داشته باشيم كه مي¬توانند كاربردهاي وسيعي در زمينه نانوالكترونيك داشته باشند. از مهم¬ترين ويژگي¬هاي اين نانوساختارها، وابستگي خصوصيات الكترونيكي به كيفيت تركيب گاز NO2 با ساختار است. مثلا اگر پيوند اين گاز از طرف اكسيژن با ساختار تشكيل شود پايداري ساختار بهينه¬تر مي¬شود، كه نهايتا ساختار 18 حلقه¬ پايدارترين ساختار است. با بررسي طيف¬هاي IR نيز مشاهده گرديد كه با افزايش تعداد حلقه در نقاط كوانتومي گرافن، بيشينه تشديد به سمت فركانس¬هاي بالاتر مي¬رود و نوسانات خارج از صفحه خود را بيشتر از نوسانات C-H نشان مي¬دهد و در حضور NO2 نيز بيشينه تشديد به سمت فركانس¬هاي بالاتر مي¬رود و نوسانات خارج از صفحه و N-O خود را بيشتر از نوسانات C-C نشان مي¬دهد. بنابراين با توجه به طيف گسترده گاف انرژي نقاط كوانتومي گرافن، اين مواد براي قطعات نيمه¬هادي، سلول¬هاي خورشيدي و حسگرهاي آلاينده¬هاي گازي نيتروژن¬دار مناسب هستند. همچنين به دليل تغيير خصوصيات الكترونيكي اين ساختارها در حضور گاز آلاينده NO2 مي¬توان از آنها در سنسورهاي اين گاز استفاده نمود.

57346