بررسی ساختار الکترونی برخی از نانوکلاسترهای غیر کربنی بر پایه طیف سنجی رزونانس مغناطیس هسته و طیف سنجی رزونانس چهارقطبی هسته و با استفاده از نظریه تابعی چگالی

در این پژوهش، نظریه تابعی چگالی برای بررسی خواص ساختاری و الکترونی نانو ساختارهای آلومینیوم نیتریدی alnnn و نانو ساختارهای آلومینیوم فسفیدی alnpn که در آن n=12,16, 24, 28, 36, 48 است، بکارگرفته شده است. در این مطالعه، تنسور پوشیدگی شیمیایی برای هسته های 27al، 15n و 31p و هم چنین تنسور گرایان میدان الکتریکی هسته های 27al و 14n برای ساختارهای بهینه شده، محاسبه گردید. مقادیر پوشیدگی شیمیایی هسته های آلومینیوم در نانو ساختارهای al28n28،al36n36 و al48n48 به سه ساختار موضعی al.1 ، al.2 و al.3 تقسیم می شوند. در ساختار موضعیal.1، اتم های آلومینیوم متعلق به حلقه های چهارضلعی است. در ساختار موضعی al.2 اطراف هر هسته ی آلومینیوم، سه حلقه ی شش ضلعی و یک حلقه ی چهارضلعی و در ساختار موضعی al.3 اطراف هر هسته ی آلومینیوم، فقط با حلقه های شش ضلعی احاطه شده است و به دلیل تفاوت انحنا، مقدار پوشیدگی شیمیایی در این ساختارهای موضعی متفاوت می باشند. با بررسی مقادیر پوشیدگی شیمیایی ایزوتروپی(csi) هسته های آلومینیوم برای ساختارهای موضعی در این نانو ساختارها، رابطه مشاهده می شود. پوشیدگی شیمیایی هسته های آلومینیوم و فسفر که فقط با حلقه های شش ضلعی احاطه شده اند (ppm1/362-6/353وppm 1/517-4/497)، نزدیک به پوشیدگی شیمیایی این هسته ها در نانو لوله های آلومینیوم فسفیدی است، که قبلا گزارش شده است. محاسبات مربوط به گرادیان میدان الکتریکی هسته ها و آنالیز nbo، وجود چنین ساختارهای موضعی، در هر نانو ساختار را تائید می کند. هم چنین آنالیز nbo، وجود بار مثبت روی اتم های آلومینیوم و بار منفی روی اتم های نیتروژن و فسفر را تائید می نماید. وجود بار مثبت روی اتم های آلومینیوم در این نانو ساختارها، مکان های مناسبی جهت جذب هیدروژن را فراهم می کند. نانوساختارهای کپسوله شده x@al16p16 و x@al24p24 که در آن هاx=li, na, k, be, mg , ca, al, ga است، از نظر ترمودینامیکی پایدار هستند و قرار دادن این فلزات در مرکز نانو ساختارها، انجام پذیر می باشد. نانو ساختارهای کپسوله شده، شکاف انرژی کمتری نسبت به نانو ساختار اولیه دارند.