مطالعه‏ی ساختارهای ممکن برای کربن و تعیین انرژی جذب مولکول های co، co2، so، so2، ch4، c2h6، no و no2 بر روی صفحات گرافین

در کار حاضر با استفاده از کد محاسباتی pwscf و بر طبق محاسبات ابتدا به ساکن به بررسی حالت های انبوهه کربن در سه حالت الماس، گرافیت و گرافن پرداختیم و پس از بهینه سازی پارامترهای ساختاری مربوطه، نتایج به دست آمده را با تجربه مقایسه کردیم و با استفاده از نظریه تابعی چگالی و بر پایه تقریب شبه پتانسیل و تقریب شیب تعمیم یافته gga، مدول حجمی، طول پیوند و انرژی همدوسی را تعیین کردیم. پس از بررسی کاربردهای گرافن ابریاخته گرافن را در ابعاد مختلف شبیه سازی کردیم. با انجام محاسبات کوانتومی برهم کنش مولکول های co، co2، so، so2، ch4، c2h6، no و no2 را بر روی ابریاخته گرافن به منظور تعیین انرژی جذب، بررسی کردیم. برای این منظور مولکول را در یک جهت گیری دلخواه و در فاصله مناسب از صفحه ابر یاخته قرار داده شد و به مولکول اجازه دادیم تا در هر سه راستا و حرکت کند و در پایدارترین موقعیت قرار گیرد. از طرفی اتم های کربن در صفحه را محدود به حرکت در دو راستای x و y کردیم و با استفاده از حل خودسازگار معادلات کوهن– شم ویژه حالت های تک ذره و ویژه مقادیر مربوطه را به دست آوردیم. سپس با محاسبه ی اختلاف انرژی بین مجموع مولکول جذب شده و صفحه و انرژی مولکول و صفحه مجزا، انرژی جذب مولکول بر روی ابر یاخته را به دست آوردیم و چگالی حالت های کلی و جزئی را در تمامی حالات به دست آوردیم. در هیچ کدام از مولکول های بررسی شده، مولکول تجزیه نشد و با صفحه ابریاخته برهمکنش نداد، به طور کلی در تمامی حالات تنها جذب فیزیکی مشاهده شد و فاصله مولکول نسبت به حالت اولیه افزایش یافت.