مهندسی گاف انرژی نانوسیم کربنی اشباع شده و مطالعه تاثیرات آلائیدگی با مولکول آمونیاک به کمک محاسبات آغازین (Ab initio)

Abstract

در این مقاله تأثیرات اندازه و جهت گیری رشد و همچنین تأثیر آلائیدگی با مولکول آمونیاک (NH3)، بر خواص الکترونی نانوسیم کربنی با ساختار الماسی اشباع شده با هیدروژن (DNw:H) بررسی شده است. این بررسی به روش نظریه تابعی چگالی (DFT) و حل معادله کوهن- شم با رهیافت میدان خودسازگار (SCF) و با در نظر گرفتن تقریب چگالی موضعی (LDA) انجام گرفت. مورفولوژی نانوسیم‌ها از نوع استوانه‌ای با جهت گیری رشد (111) و سطح جانبی آنها توسط اتم‌های هیدروژن، اشباع شده است. نتایج محاسبات نشان می‌دهد گاف نواری این نانوسیم‌ها به علت بالا بودن نسبت سطح به حجم و به وجود آمدن تراز‌های سطحی، از گاف الماس انبوهه، کوچک‌تر است. نتایج محاسبات ناشی از آلائیدگی مولکول آمونیاک با یکی از اتم‌های کربن سطح جانبی نانوسیم الماس اشباع شده با هیدروژن در جهت (100)، منجر به کاهش گاف نواری شد؛ به گونه‌ای که نانوسیم به یک نیمه رسانای نوع n تبدیل شد