نام پژوهشگر: مهرنوش خدام حضرتی

مطالعه خواص الکترونی صفحات گرافنی bcn
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده علوم 1390
  مهرنوش خدام حضرتی   سیف اله جلیلی

گرافن دارای ساختاری با پیوند کووالانسی و هیبرید sp2 است که از خود خواص ساختاری و الکترونی ویژه ای نشان می دهد. گرافن یک شبه فلز با گاف انرژی صفر است. جایگذاری کربن های گرافن با بور و نیتروژن در نهایت منجر به تشکیل ساختار عایق شش گوشه نیترید بور می شود. نیتروژن شامل یک الکترون اضافه نسبت به کربن است و بور یک الکترون از کربن کمتر دارد، بنابراین، وقتی n و b به طور مستقیم به جای اتم های کربن در شبکه گرافیتی قرار بگیرند، خواص الکترونی جدیدی انتظار می رود. bxcynz یک مخلوط میانی با ترکیبی از گرافن و ساختار شش گوشه نیترید بور است که از خود خصلت نیمه رسانایی نشان می دهد که میزان پایداری و گاف انرژی ساختار وابسته به چیدمان اتم ها و نسبت استوکیومتری آنهاست. پایدارترین ساختار هنگامی به دست می آید که پیوندهای b-n و c-c دارای بیشترین تعداد است. جهت مطالعه خواص الکترونی، چهار ساختار با استوکیومتری های b3c2n3 و bc2n به عنوان پایدارترین ساختار انتخاب شد. گاف انرژی این ساختارها بیشتر از 1 و کمتر از 3 الکترون ولت به دست آمد که نشان دهنده خصلت نیمه رسانایی این ساختارها است. در ادامه کار جذب هیدروژن بر روی این ساختارها بررسی شد و خواص الکترونی آنها بدست آمد. به طور کلی مشاهده شد که با جذب هیدروژن گاف انرژی افزایش یافته و همچنین پایداری ساختارها کاهش می یابد. در مرحله سوم کار با ایجاد نقص هیدروژنی بر روی یکی از پایدارترین ساختارهای بدست آمده، خواص الکترونی آن را بررسی کردیم. این نقص ها به صورت: (الف) حذف هیدروژن متصل به اتم کربنی که متصل به اتم بور بوده است، (ب) حذف هیدروژن متصل به اتم کربنی که متصل به اتم نیتروژن بوده است، (ج) حذف هیدروژن متصل به بور و (د) حذف هیدروژن متصل به نیتروژن انجام گرفت.