بررسی اثر چرخش و تزریق لیتیم بر خواص الکترونی باندل نانولوله های نیترید بور

در این پایان نامه، خواص الکترونی و ساختاری باندل نانولوله های نیترید بور با استفاده از روش امواج تخت بهساخته خطی در چارچوب نظریه تابع چگالی، با استفاده از کد محاسباتی wien2k بررسی گردیده است. برای ترم تبادلی- همبستگی از تقریب شیب تعمیم یافته استفاده شده است. نخست، خواص الکترونی نانولوله ایزوله نیترید بور و باندل آن در شبکه هگزاگونال بررسی گردیده است. هر دو آنها نیمه رساناهایی با گاف بزرگ و غیر مستقیم اند. تفاوت اصلی بین لوله ایزوله و باندل در این است که باندل دارای گاف انرژی کوچکتری نسبت به نانولوله های ایزوله نیترید بور می باشد و لوله ها در ساختار باندل پایدارترند . در ادامه، اثر فاصله بین لوله ها در باندل بر خواص الکترونی مورد بررسی قرار گرفته است. انرژی کل ساختارها به فاصله بین لوله ها بستگی دارد. ما فاصله تعادلی باندل را در حدود 63/3 آنگستروم بدست آورده ایم. سپس اثر چرخش بر خواص ساختاری و الکترونی باندل نانولوله های نیترید بور بررسی گردیده است. چرخش در باندل از زاویه صفر تا 30 درجه با گام 5 درجه انجام شده است. از آنجایی که کوچکترین گاف انرژی مربوط به ساختار باندل با زاویه چرخشی 5 می باشد، برای بررسی دقیق تر تغییرات گاف انرژی، زاویه چرخشی 0 تا 10 درجه نیز با گام 1درجه انجام شده است. چرخش در باندل خالص نیترید بور باعث تغییر خواص الکترونی می گردد. در هر زاویه چرخشی انرژی کل و گاف انرژی بسته به موقعیت اتم های نیتروژن و بور نسبت به یکدیگر، متفاوت خواهد بود. چرخش موجب ایجاد ساختارهای جالبی می گردد که نیمه رسانا می باشند. پایدارترین حالت و بالاترین تقارن در باندل مربوط به چرخش با زاویه 30 درجه می باشد. از آنجایی که عنصر لیتیم کاربرد بسیاری در وسایل ذخیره سازی انرژی دارد، در نهایت، اثر تزریق اتم های لیتیم در ساختارهای اولیه (بدون چرخش) و ساختار چرخشی با زاویه 30 درجه بررسی گردیده است و نتایج آنها با هم مقایسه گردیده است. ما دریافتیم که با تزریق اتم های لیتیم در مکان های مختلف از هر دو ساختار، گذار باندل ها از فاز نیمه رسانا به فاز فلزی را خواهیم داشت. نتایج ما نشان می دهد که تزریق لیتیم در ساختارهای با زاویه چرخش 30 درجه پایدارتر از ساختارهای بدون چرخش است. نتایج این پایان نامه که برای اولین بار انجام گردیده است در جهت ساخت باتری های لیتیمی مفید واقع خواهد شد.