بررسی تابعی چگالی جذب گاز فسفین به نانولوله‌های کربنی و سیلیکون کاربید

Abstract

فسفین PH3 گاز سمی و خطرناکی است و در اثر واکنش آلومینیوم فسفید یا قرص برنج در حضور آب، بخار آب یا اسید معده آزاد می‌‌شود. مسمومیت ناشی از فسفین بیشتر به قصد خود کشی است به طوری که دو سوم از مسمومین ناشی از آن جان خود را از دست می‌دهند. در این تحقیق با استفاده از روش تابعی چگالی، خواص ساختاری و الکترونی نانولوله‌های کربنی و سیلیکون کاربید (10،0) به عنوان حسگر بیولوژیکی گاز فسفین مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا گاز فسفین در فاصله‌ی مجموع شعاع اتمی C/Si و P/H، از دو جهت هیدروژن و فسفر به سطح نانولوله و درون نانولوله اضافه شد. سپس ساختارها به طور کامل بهینه شدند. در نهایت مطالعات الکترونی بر روی ساختار‌های بهینه شده انجام گرفت. نتایج حاصل از انرژی‌های جذب، ساختار الکترونی و گاف نواری نشان می‌دهد که گرچه نانولوله‌ی کربنی توانایی کمی در جذب و شناسایی فسفین دارد، نانولوله‌ی سیلیکون کاربید با انرژی جذب بالا می‌تواند فسفین را جذب کرده و با تغییر در ساختار الکترونی و گاف نواری امکان شناسایی این ترکیب سمی و خطرناک را می‌دهد. در نهایت به منظور بررسی بیشتر بر هم کنش‌های بین اتم‌ها و اربیتال‌های دخیل در این بر هم کنش‌ها مطالعات چگالی حالت‌های جزئی نیز انجام شد.