مطالعه تئوری اثر جایگزینی اتم های آهن و تیتانیوم با اتم کربن در نانوصفحه های گرا فنی و چگونگی تغییر فعالیت جذبی آنها
محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپی
سارا احمدی
1
(گروه شیمی ، واحد فیروزآباد ، دانشگاه آزاد اسلامی ، فیروزآباد ، ایران)
حسین رعنائی
2
(گروه فیزیک، دانشکده علوم و فناوری نانو و زیستی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران)
سعید زارعی
3
(گروه فیزیک، دانشکده علوم و فناوری نانو و زیستی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران)
کلید واژه: نانو صفحه گرافنی, روش تابعیت دانسیته, آهن, تیتانیوم,
چکیده مقاله :
در این تحقیق، ساختار و توزیع الکترونیکی نانوصفحات گرافن پس از جایگزینی اتم‌های آهن و تیتانیوم با اتم‌های کربن در صفحه گرافن با استفاده از تئوری تابعی چگالی مورد بررسی قرار گرفته است. پس از بهینه‌سازی در سطح تئوری B3LYP / lanl2dz، مشخص شد که جایگزینی اتم‌های آهن و تیتانیوم باعث کاهش شکاف نواری در نانوصفحات گرافن می‌شود. این کاهش برای اتم های آهن بیشتر از تیتانیوم است. از سوی دیگر، خواص ترمودینامیکی محاسبه شده برای این سیستم ها (مقادیر آنتالپی منفی) نشان می دهد که واکنش گرمازا است. همچنین نانوصفحه گرافنی با اتم داپ شده آهن با میزان سختی 0.0055 دارای کمترین سختی و در نتیجه بیشترین واکنش پذیری در مقایسه با نانوصفحه داپ شده با اتم تیتانیوم با مقدار سختی شیمیایی 0.0620 می باشد.
In this research, the electronic structure and distribution of graphene nanosheets after replacing iron and titanium atoms with a carbon atom in graphene nanosheet has been investigated using density functional theory. After optimization at the level of B3LYP/lanl2dz theory, it was found that the replacement of iron and titanium atoms reduces the bandgap in graphene nanosheets. This reduction is greater for iron atoms than titanium. On the other hand, the calculated thermodynamic properties for these systems (negative enthalpy values) indicate that the reaction is exothermic. In addition, graphene nanosheets with a doped iron atom with a hardness of 0.0055 has the lowest hardness and therefore the highest reactivity compared to nanosheet with doped titanium atom with a chemical hardness of 0.0620.
_||_