الف :خواص الکتریکی یک اتصال مولکولی که شامل یک مولکول آلی وصل شده به الکترود فلزی است به ساختار اتمی اتصال مولکول به فلز حساس بوده و تحت تاثیر آن قرار می گیرد. صحت این موضوع با بررسی های انجام گرفته بر روی برهم کنش گروه های عاملی متفاوت واقع در مولکول و به خصوص گروه های عاملی لنگری متصل کننده ی مولکول به فلز با سطوح فلزی متفاوت در بررسی های قبلی نشان داده شده است. به منظورشناسایی خواص ذاتی و دست یابی به تفاوت های عملکرد گروه های عاملی متفاوت به خصوص گروه های عاملی لنگری شامل اتم های وگرد و اکسیژن، در تحقیق حاضر برهم کنش مولکول های 5-فلورواوراسیل (5-fu) و2،4-دی تیو5-فلورواوراسیل (2,4-dt5-fu) با سطح (111) طلا در غلظت پوششی پایین با استفاده از نظریه ی تابعیت چگالی متناوبی مورد بررسی نظری قرار گرفت. نتایج بررسی ها نشان داد که مولکول 5-fu از جانب هر دو گروه عاملی nh خود و از طریق تشکیل پیوند هیدروژنی غیر متداول با سطح طلا، به صورت عمودی در موقعیت پل به صورت فیزیکی جذب سطح می شود. جایگزینی اتم اکسیژن در مولکول 5-fu با اتم گوگرد جذب مولکول بر روی سطح را به طور بارزی تحت تاثیر قرار داده و باعث ایجاد برهم کنشی های قوی از نوع برهم کنش های au-s در سطح طلا می-شود که این برهم کنش ها در حضور پیوند هیدوژنی غیر متداول مقدار انرژی جذب این مولکول روی سطح را شدیداً افزایش می دهد. اما نکته ی باقی مانده این است که با تغییر اتم اکسیژن به اتم گوگرد موقعیت اتصالی و مکان جذبی مولکول 2,4-dt5-fu در حالت پایدار خود مشابه مولکول 5-fu باقی می ماند. علاوه بر این با استفاده از نتایج محاسبات ساختاری انجام شده برای شناسایی پایدارترین حالت جذبی، مقدار ترابرد کوانتومی پایدارترین حالت های برهم کنشی طلا/مولکول (5-fu, 2,4-dt5-fu) با استفاده از روش پراکندگی محاسبه شد و نتایج حاصل نشان داد که مقدار ترابرد به میزان زیادی به نحوه ی برهم کنش مولکول با سطح وابسته است که این وابستگی با استفاده از خواص الکترونی محاسبه شده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. ب: به منظور دست یابی به مشخصه های تعیین کننده ی همانندی بین مولکول hcn و هم ساختارهای بزرگ تر آن با شکل کلیhxy , y=n, p, as) (x=c, si, ge خواص ساختاری و الکترونی این گونه ها در حالت های مختلف پایه، آنیونی، کاتیونی، برانگیخته و در حضور میدان الکتریکی در سطح محاسباتی b3lyp/6-311++g** مورد بررسی قرار گرفت. محاسبات انجام شده نشان داد که چند نمونه هم بستگی متفاوت بین پارامترهای ساختاری، ترمودینامیکی و برخی خواص مولکولی این گونه از مولکول ها وجود دارد. محاسبات هم چنین نشان داد که وجود ساختار پایدار مولکول های hcas و hgen در حالت پایه ی مولکولی و مولکول های hcn, hcas, hsin و hgen در حالت کاتیونی از نقطه نظر انرژی امری ممکن است. پتانسیل الکترواستاتیک مولکولی نشان داد که در گروه مولکولی hxn ناحیه ی هسته دوستی روی اتم نیتروژن قرار دارد درحالی که در گروه های مولکولی hxp و hxas ناحیه ی هسته دوستی با بزرگ تر شدن اتم مرکزی از ناحیه ی نزدیک به اتم مرکزی به ناحیه ی نزدیک به اتم انتهایی جابه جا می شود. سرانجام طبیعت پیوندهای اتمی با استفاده از ابزارهای تجریه و تحلیل پیوندی مانند nbo و aim مورد بررسی قرار گرفت.

الف) برهم کنش بین رادیکال های دوتایی 5،4،2،1 - تترا متیلن بنزن (tmb)، دی کلرو کاربن(ccl2) و مولکول اکسیژن در حالت سه تایی (o2) با لایه ی گرافنی خالص با ابعاد 6×4 (4×6 pure) و نانونوارهای گرافنی زیگزاگ با ابعاد 4×4 (4×4 zgnr) و دسته صندلی با ابعاد 4×8 (8×4agnr) در موقعیت های مختلف برای کاربرد در صنعت اسپینترونیک مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. مولکولtmb در سه موقعیت افقی، عمودی و مورب بر روی هر یک از سه سطح قرار داده شد. مولکول tmb با سطح گرافنی خالص برهم کنش فیزیکی و شیمیایی قابل ملاحظه ای در هر سه موقعیت ندارد. اگر چه سطح zgnr با مولکول tmb در حالت عمودی برهم کنش چندانی ندارد ولی در دو موقعیت مورب و به خصوص افقی حضور مولکول tmb ساختار نانونوار را به شدت ناپایدار می کند. در مورد agnr هم مولکول tmb تنها در موقعیت افقی به هم-گرایی در انرژی رسید. دی کلروکاربن در هیچ موقعیتی (به ویژه بر روی سطح 4×4 zgnr) جذب مناسبی از خود نشان نمی دهد. اکسیژن هر چند در بعضی موقعیت ها باعث ناپایداری سیستم می شود ولی در بیشتر موقعیت ها جذب فیزیکی خوبی دارد. ترسیم نمودار ترابرد الکتریکی بعضی از ترکیب های پایدار بی رادیکال بر روی سطح گرافن و مقایسه ی آن ها با نمودار ترابرد الکترونی سطح گرافنی خالص (بدون حضور بی رادیکال) نتایج به دست آمده برای برهم کنش های پایدار این گونه ها در روی سطح گرافن را تایید می کند. حضور مولکول tmb در موقعیت عمودی بر روی سطح باعث افزایش ترابرد الکترونی در اطراف سطح انرژی فرمی می شود. رابطه ی انرژی حالت پایه و شکاف نوار الکترونی با عرض نوار برای گونه های zgnr و گونه های agnr در حالت های مغناطیسی مختلف بررسی شد. برای گونه های zgnr و گونه های agnr حالت آنتی-فرومغناطیس پایدارترین حالت مغناطیسی است. افزایش عرض نوار باعث کاهش مقدار انرژی حالت پایه با نسبت کاملاً ثابتی در گونه های zgnr و agnr می شود. هم چنین میزان شکاف نوار الکترونی نیز با افزایش عرض نوار گونه های zgnr با نسبت تقریباً ثابتی کاهش می یابد. دوپه کردن گونه های zgnr با اتم بور باعث ناپایداری و با اتم نیتروژن باعث پایداری سیستم می شود. نمودار ترابرد الکتریکی هم نشان می دهد که اتم بور به عنوان یک دوپه کننده ی نوع p و اتم نیتروژن به عنوان یک دوپه کننده ی نوع n عمل می کند. ب) میزان پتانسیل الکترودی استاندارد بازهای آلی به کار رفته در ساختار dna یعنی آدنین (a)، سیتوزین (c)، گوانین (g) و تیمین (t) و برخی از مشتقات استخلافی آن ها با استفاده از روش های نظری محاسبه شد. در این محاسبات با بهره گیری از بسته ی نرم افزاری "گوسین- 03" در سطح محاسباتیb3lyp/6-311++g (3df, 3pd) داده های ترمودینامیکی استخراج و برای پیش بینی شده پتانسیل الکترودی به کار گرفته شد. بر اساس نتایج حاصل ترتیب بازهای dna از کاهنده ترین به اکسنده ترین باز به صورت گوانین، آدنین، سیتوزین و تیمین است. این ترتیب برای هر کدام از مشتقات استخلافی بازهای dna نیز حفظ می شود (استثنای این روند مشتق لیتیم دار تیمین است). مرتب کردن مشتقات استخلافی هر کدام از چهار باز آلی بر اساس افزایش پتانسیل الکترودی این نکته را مشخص می سازد که دو استخلاف اکسنده تر و دو استخلاف کاهنده تر در مورد هر چهار باز آلی dna یکسان است (استثنای این روند مشتق نیترودار تیمین است). روند تغییرات انرژی homo مربوط به بازهای dna و مشتقات استخلافی آن ها در حالت گازی از روند خاصی پیروی می کند. بازهای اکسنده تر میزان انرژی homo منفی تری نسبت به بازهای کاهنده تر دارند (استثنای این روند مشتق لیتیم دار آدنین است).

در این پایان نامه، جزییات سازوکار واکنش های o2h + so1، 3o + s3، 3o + 2s3، 3o + 2so و 2so + s3 روی سطح های انرژی پتانسیل حالت پایه و (یا) حالت برانگیخته از دیدگاه ترمودینامیکی و سینتیکی بررسی شده است. ساختار همه ی گونه های درگیر در این واکنش ها با روش dft در سطح محاسبه ای b3lyp/6-311+g(3df) یا روش mp با سطح محاسبه ای mp2/6-31+g(d)با نرم افزار گوسین 2003 بهینه شده است. برای افزایش دقت، انرژی تمام گونه ها در این واکنش ها در سطح های محاسبه ای همانند، ccsd(t)،g3b3 یا g3mp2b3 با استفاده از ساختارهای بهینه شده ی مدل های b3lyp یا mp2 به دست آمده است. برای هر واکنش، در ابتدا کمپلکس های حاصل از برخورد مناسب بین واکنش دهنده ها روی سطح های انرژی پتانسیل حالت پایه و (یا) حالت برانگیخته تعیین شد. سپس، با شروع از این کمپلکس ها ی برخورد و عبور از حدواسط ها و حالت های گذار، مسیر هایی برای انجام هر واکنش و رسیدن به محصول های ممکن مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از این حدواسط ها و حالت های گذار، نمودار انرژی-مسیر انجام هر واکنش روی سطح های انرژی پتانسیل حالت پایه و (یا) حالت برانگیخته رسم شد. پارامتر های ترمودینامیکی برای کانال های هر واکنش در دمای معمولی محاسبه شده و در نهایت، با استفاده از نرم افزار هایgpop وssumes ، ثابت سرعت برای مطلوب ترین مسیر هر یک از واکنش های یاد شده در یک گستره ی دمایی محاسبه شده است.

برای شبیه سازی قطعاتی از مواد در مقیاس نانو اولین قدم محاسبه ی ساختار الکترونی پایه ای و خواص نوری است که شامل محاسبه ی حالت های تک الکترونی، تمرکز موضعی تابع موج و ویژه انرژی ها است. در مطالعه ی حاضر با استفاده از روش نظریه ی تابعیت چگالی (dft) و کد pwscf برهم کنش خوشه های cdse با سطوح (110) روتیل و (101) آناتاز tio2 بررسی می شود. در این مطالعه از سه خوشه با اندازه متفاوت استفاده می شود و نتایجی در مورد هندسه، انرژی، ساختار الکترونی و طیف جذبی برای اولین حالت های برانگیخته به دست می آید. برای این منظور با کمینه کردن انرژی کل و نیروهای اتمی حالت بهینه ساختارهای سطوح و هم چنین سیستم سطح/خوشه به دست می آید. نتایج بدست آمده نشان می دهد که خوشه های cdse روی سطوح روتیل و آناتاز گاف نواری tio2را کاهش می دهد و طیف جذب نوری آن با ایجاد حالت های جدید در گاف نواری بهبود می یابد. سطوح انرژی ناخالص در گاف نواری عمدتاً از همپوشانی اوربیتال های 4p و 5p اتم های se و cd با حالت های 2p اتم o و 3d اتم ti بوجود می آید. این سطوح ناخالص می توانند طیف جذبی tio2 را به نواحی انرژی با طول موج بیشتر (نواحی مرئی) جابه جا کنند و با افزایش اندازه ی خوشه های جذب شده روی سطح گاف انرژی باریک تر شده و طیف جذبی بیشتر به سمت نواحی انرژی با طول موج بلندتر منتقل می شود و شدت جذب نیز افزایش می یابد.

انانتیومرهای مولکول های کایرال دارای خواص متفاوت و یا حتی متضاد هستند. به همین جهت تهیه ی مواد خالص نوریدر صنایع مختلف به ویژه صنایع دارویی از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از راه های به دست آوردن انانتیومر خالص، جداسازی و یا سنتز نامتقارن آن ها با استفاده از سطوح کایرالی است که بتوانند جذب انانتیوویژه نشان دهند. سطوح بریده شده از بلورهای مکعبی مرکز وجوه پر با اندیس های میلر متفاوت و غیر صفر، کایرال هستند.به همین دلیل در تحقیق پیش رو جذب مولکول کایرال متیل 2- آمونیوم کلرید پروپانوآت بر روی سطح کایرال آلومینیوم با اندیس های میلر (854) با روش هایی بر پایه ی نظریه ی تابعیت چگالی، بااستفاده از تابع تابع pbe در تقریب gga و توابع پایه ی موج تختبررسی شد. مولکول یاد شده متعلق به گروه مایعات یونی مشتق شده از اسیدهای آمینه است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مولکول متیل 2- آمونیوم کلرید پروپانوآت به صورت انانتیوویژه بر روی سطح آلومینیوم s(854) جذب تفکیکی دارد. انانتیومر r این مولکول با اختلاف انرژی 3958/0 الکترون ولت جذب قوی تری نسبت به مولکول s نشان می دهد. هر دو انانتیومراز طرف اتم های اکسیژن و کلر خود با سطح آلومینیوم برهم کنش می کنند. نیروی جذبی قوی میان آلومینیوم و اکسیژن و ناقص بودن عدد کئوردیناسیون اتم های سطح کایرال s(854) باعث تفکیک مولکول بر روی سطح آلومینیومی می شود. اتم کلر در انانتیومر r و sاین مولکول به ترتیب با اتم کینک و اتم قسمت هموار سطح برهم کنش می کند. محاسبات بارهای لاودین و چگالی حالت های تصویر شده ی اتم های برهم کنشی این نتایج را تایید می کنند. محاسبه ی ترابرد الکترونی حاصل از جذب این مولکول بر روی سطح آلومینیوم s(854) با استفاده از روش پراکندگی انجام شد. نتایج نشان داد جذب هر دو انانتیومر باعث افزایش احتمال عبور الکترون می شود که این افزایش ترابرد در حضور انانتیومر r بسیار بیش تر است. جذب مولکول بر روی سطح و برهم کنش آن با اتم های واکنش پذیر سطح به دلیل نقص عدد کئوردیناسیون، مقاومت این اتم ها را در برابر عبور الکترون کاهش می دهد. جذب این مولکول بر روی سطح آلومینیوم غیر کایرال (111) نیز بررسی شد. این سطح تمایزی میان انانتیومرها ایجاد نمی کند و ساختار جذبی دو انانتیومر بر روی سطح (111) بسیار شبیه است. هر دو انانتیومر از طرف اتم کلر در موقعیت بالای اتم آلومینیوم جذب می شوند و گروه آمینی موجود در کاتیون متیل 2- آمونیوم پروپانوآت با سطح برهم کنش ضعیفی دارد.

خواص مواد با ابعاد کم اساساً با خواص توده ی آن ها تفاوت دارد و فهم ساختارمواد با ابعاد کم نیازمند کاربرد پذیره های بنیادی شیمیایی و فیزیکی است. شبکه ی کربن شش وجهی پایه و اساس ساختارهای بنیادی با ابعاد کم است. در این تحقیق خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی نانوساختارهای صفر بعدی ( نانومخروط کربنی با 35 اتم کربن)، یک بعدی (نانولوله ی کربنی (3 ،3) با 36 اتم کربن) و دو بعدی (گرافن با 36 اتم کربن) و جذب h2s به عنوان یک مولکول آلاینده بر روی این سطوح با استفاده از نظریه ی تابعیت چگالی با به کارگیری تقریب gga و استفاده از تابع تابع pbe با توابع پایه ی موج تخت بررسی شده است. نانولوله ی کربنی (3 ،3) و نانومخروط کربنی در حالت خالص خاصیت فلزی و گرافن خاصیت شبه فلزی نشان می دهند. آلاییدن سطوح نام برده با اتم تیتانیم باعث تغییر خواص الکترونی و مغناطیسی می شود. سطح های نانومخروط-کربنی، نالوله ی کربنی (3،3) و گرافن در حالت خالص غیر مغناطیسی هستند ولی در حضور اتم تیتانیم خاصیت مغناطیسی به مقدار های 00/1، 43/1 و 68/2 بورمگنتون به سطح های نانومخروط کربنی، نانوله ی کربنی (3،3) و گرافن القا می شود. در حضور اتم تیتانیم خواص الکترونی سطح ها نیز تغییر می کند. سطح نانولوله ی کربنی هم چنان فلز باقی می ماند. سطح گرافن نیز با جابه جایی نقطه ی دیراک به طرف انرژی های پایین تر از سطح تراز فرمی خاصیت شبه فلزی خود را حفظ می کند. سطح نانومخروط کربنی خاصیت فلزی خود را از دست داده به سطح نیمه-رسانا با شکاف نواری 8098/0 الکترون ولت برای حالت اسپینی بالا و 5168/0 الکترون ولت برای حالت اسپینی پایین تبدیل می شود. مقایسه ی انرژی جذب اتم تیتانیم بر روی سطوح نانومخروط کربنی، نانولوله ی کربنی و گرافن نشان می دهد که پایدارترین حالت جذبی بر روی سطح نانومخروط کربنی با انرژی جذب 9633/2- الکترون ولت انجام می شود. ترسیم ساختار نواری و چگالی حالت های کل و تصویر شده ی اتم ها نیز تغییرات مشاهده شده را تایید می کند. علاوه بر این مولکول h2s با سطح های نانومخروط کربنی و گرافن در تمام موقعیت های جذبی، برهم کنش قابل ملاحظه ای نداشت. ولی مولکول h2s بر روی سطح نانولوله ی کربنی جذب شیمیایی (تفکیکی) با انرژی بالا (0286/1- الکترون ولت) از خود نشان می دهد. جذب مولکول بر روی سطح های نانومخروط کربنی، نانولوله ی کربنی (3 ،3) و گرافن آلاییده با اتم تیتانیم به صورت شیمیایی (تفکیکی) با انرژی جذب بالا است. نحوه ی تفکیک و جذب مولکول h2s بر روی این سه سطح با یک دیگر متفاوت است. بر روی سطح گرافن مولکول h2s به اتم های هیدروژن و گوگرد تفکیک شده و گوگرد به صورت ti-s جذب سطح می شود و اتم های هیدروژن هم با یک دیگر برهم کنش کرده و h2 تولید شده به صورت فیزیکی بر روی سطح جذب می شود. در سطح نانولوله ی کربنی (3 ،3) مولکول h2s به دو اتم هیدروژن و اتم گوگرد تفکیک شده و به صورت c-h و ti-s بر روی سطح جذب شیمیایی شده است. در سطح نانومخروط کربنی مولکول h2s به اجزای h و s-h تفکیک شده و به صورت ti-h و ti-s-h جذب سطح می شود. آلاییدن سطوح با اتم تیتانیم باعث افزایش واکنش پذیری سطوح کربنی با ابعاد کم شده و جذب تفکیکی مولکول بر روی سطوح نانومخروط کربنی و گرافن مشاهده می شود. از بین سطح های نانومخروط کربنی، نانولوله ی کربنی (3 ،3) و گرافن در حالت خالص و آلاییده با اتم تیتانیم، سطح گرافن آلاییده با اتم تیتانیم به عنوان کاندیدای مناسب تری برای حذف گاز h2s، تشخیص و اندازه گیری دقیق آن است. به دلیل اینکه جذب h2s بر روی سطح گرافن همراه با تولید هیدروژن مولکولی است.

چکیده در این پایان نامه، جزییات سازوکار واکنش های 2 ho+co2h، 2 ho+cho3ch، 3ho +cho3ch و 3o+cho3ch بر اساس سطح انرژی پتانسیل حالت پایه از دو دیدگاه ترمودینامیکی و سینتیکی بررسی شده است. ساختار همه ی گونه های درگیر در این واکنش ها با تکنیک dft در سطح محاسبه ای b3lyp با مجموعه پایه های 6-311+g(2df,2p) و 6-311++g(3df,3pd) با استفادده از نرم افزار گوسین 2003 بهینه شده است. برای افزایش دقت، انرژی تمام گونه ها در این واکنش ها در سطح محاسبه ای ccsd(t) با استفاده از ساختارهای بهینه شده ی مدل b3lyp به دست آمده است. برای هر واکنش، ابتدا محصولات محتمل هر واکنش شناسایی شده و g? آن ها مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه تمام حدواسط ها و حالت های گذار ممکن به دست آمدند. با استفاده از این حدواسط ها و حالت های گذار، نمودار تغییرات انرژی- مسیر انجام هر واکنش روی سطح انرژی پتانسیل حالت پایه رسم شده است. پارامترهای ترمودینامیکی برای مسیرهای هر واکنش در دمای معمولی محاسبه شده و در نهایت، با استفاده از نرم افزارهای gpop و ssumes، ثابت سرعت برای مطلوب ترین مسیر هر یک از واکنش های یاد شده در یک گستره ی دمایی محاسبه شده است.

تاثیر اتمهای آلاینده متفاوت (بور، نیتروژن، آلومینیم و فسفر) و سطح آلومینیم(111) بر روی خصوصیات ساختاری و الکترونی دگرشکل یک بعدی (نانونوار گرافن) و دوبعدی (گرافن) کربن با استفاده از نظریه ی تابعیت چگالی و تقریب چگالی موضعی در این تحقیق گزارش شده است. بررسیها نشان دادند که اتمهای آلاینده را از نظر تشابه رفتاری در ساختارهای گرافن و نانونوار گرافن میتوان به دو دسته تقسیم کرد. دسته اول شامل اتمهای بور و نیتروژن و دسته دوم شامل اتمهای آلومینیم و فسفر است. آلاییدن اتمهای بور و نیتروژن شکل ساختاری و مسطح بودن گرافن را حفظ میکنند. در حالیکه اتمهای آلومینیم و فسفر از سطح خارج شده و یک برآمدگی موضعی در ساختار گرافن ایجاد میکنند. آلاییدن اتمهای بور و نیتروژن بترتیب باعث ایجاد نیمرسانای نوع p و n در گرافن میشوند. در نانونوار گرافن بدلیل محدودیت عرض نوار، اتمهای آلاینده به قرارگیری در لبه ی نانونوار تمایل دارند. چهار ساختار نانونوار گرافن آلاییده در این سطح از محاسبات، مسطح بدست آمد و تنها تفاوت آنها در طول پیوند کربن-اتم آلاینده است. پیوندهای کربن-بور و کربن-نیتروژن طول پیوندی نزدیک به طول پیوند کربن-کربن در نانونوار خالص و پیوندهای کربن-آلومینیم و کربن-فسفر طول پیوند خیلی بزرگتری از طول پیوند کربن-کربن در نانونوار خالص دارند. وجود حالتهای لبه باعث ایجاد خاصیت مغناطیسی در این ساختارها میشود. با اشباع نمودن اتمهای لبه با هیدروژن خاصیت مغناطیسی در نانونوار آلاییده با بور و آلومینیم حفظ میشود اما مقدار آن کاهش پیدا میکند. در نانونوار آلاییده با نیتروژن و فسفر خاصیت مغناطیسی بطور کامل از بین میرود. همچنین تاثیر بستر فلزی الکتروندهنده ی آلومینیم(111) بر روی گرافن، نانونوار گرافن و ساختارهای آلاییده آنها مطالعه شد. محاسبات نشان داد که برهمکنش بستر فلزی با سطح گرافن بسته به نوع گرافن، متفاوت است. گرافن خالص و گرافن آلاییده با نیتروژن بصورت فیزیکی با فاصله تعادلی بیشتر از 3.5 آنگستروم و گرافن آلاییده با بور بصورت فیزیکی اما در حدود 1 آنگستروم کمتر از دو سطح قبلی بر روی سطح آلومینیم(111) جذب میشوند. انتقال بار از سطح آلومینیم(111) به سه سطح یاد شده، گرافن را تبدیل به نیمرسانای نوع n میکند. از طرف دیگر گرافن آلاییده با آلومینیم و فسفر بصورت شیمیایی و در فاصله کوچکتر از 2.1 آنگستروم جذب میشوند. محاسبات برای بررسی برهمکنش نانونوار گرافن خالص و نانونوارهای آلاییده نشان داد که تمام این ساختارها به صورت شیمیایی و در فاصله تعادلی کمتر از 2 آنگستروم بر روی نوار آلومینیم(111) جذب میشوند. مهمترین دلیل، وجود پیوندهای اشباع نشده در لبه ی نوارهای یاد شده است. همچنین اتمهای کربن با پیوندهای اشباع نشده در لبه باعث می شوند که اتمهای آلاینده در لبه (بور و آلومینیم) و یا نزدیک به لبه (نیتروژن و فسفر) قرار بگیرند که به نوبه ی خود نقش مهمی در برهمکنش با بستر فلزی بازی میکنند. این بررسیها نشان می دهد که نقصدار کردن گرافن (کاهش ابعاد و آلاییدن) و حضور بستر فلزی توانایی خوبی برای طراحی ساختارهایی با خواص دلخواه فراهم می کند.

هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی کاندیدای خوبی برای جایگزین کردن سوخت های فسیلی با انرژی های تجدیدپذیر است. آمونیابوران با گنجایش % 19/6 وزنی هیدروژن در میان مواد مختلف برای ذخیره ی هیدروژن ماده ای بالقوه است. تخریب گرمایی آمونیابوران طی سه واکنش گرمازا رخ می دهد. محصولات هیدروژن زدایی پایدار هستند و بازتولید آمونیابوران از این محصول ها چالشی مهم برای گسترش استفاده از آمونیابوران به عنوان ماده ای برای ذخیره ی هیدروژن است. در کار حاضر با استفاده از نظریه ی تابعی چگالی به مطالعه ی نخستین هیدروژن زدایی از مدل بره ی آمونیابوران با سه آرایش موازی، مورب و عمود روی لایه ی کربنی از خانواده ی گرافاین، به نام گرافاین لوزی پرداخته ایم. آن چه مشاهده شد این است که محصول بسپارشکل عمده در نخستین هیدروژن زدایی از بره ی آمونیابوران (پلی آمینوبوران) با نخستین محصول عمده ی بسگارشکل بلور آمونیابوران یکسان است. نتیجه های به دست آمده نشان دادند که پلی آمینوبوران روی لایه ی گرافاین لوزی محصولی ناپایدار است. بنابراین جذب هیدروژن توسط پلیآمینوبوارن می تواند تسهیل شود و بازتولید آمونیابوران راحت تر می شود.

افزایش غلظت گاز دی اکسید کربن در اتمسفر باعث به هم خوردن تعادل دمایی کره ی زمین شده و با توجه به مقدار زیاد گاز نیتروژن در اتمسفر، جذب گزینش پذیر دی اکسید کربن نسبت به نیتروژن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق جذب مولکول های دی اکسید کربن و نیتروژن بر روی نانوبستر دورویه ی خالص و آلاییده شده با اتم کلسیم با روش هایی بر پایه ی نظریه ی تابعی چگالی، با استفاده از تابعی پی-بی-ای در تقریب شیب تعمیم یافته و تابع های پایه ی موج تخت بررسی شده است. نانوبستر دورویه خصلت فلزی دارد. اتم کلسیم بر روی سطح نانوبستر دورویه در پایدارترین حالت بررسی شده، با انرژی 50/3- الکترون ولت و در فاصله ی 25/2 آنگستروم جذب می شود. جذب اتم کلسیم باعث ایجاد شکاف نواری در ساختار نواری نانوبستر دورویه می شود. دی اکسید کربن بر روی نانوبستر دورویه به دو صورت مولکولی و تفکیکی جذب می شود. انرژی جذب برای جذب های مولکولی و تفکیکی به ترتیب 21/4- و 09/10- الکترون ولت است. این انرژی ها در محدودی جذب شیمیایی هستند. جذب شیمیایی باعث ایجاد شکاف نواری در ساختار نواری شده است. انرژی جذب مولکول دی اکسید کربن بر روی نانوبستر دورویه ی آلاییده شده با اتم کلسیم به اندازه ی 13/1 کاهش یافته است. مولکول نیتروژن بر روی نانوبستر دورویه به صورت مولکولی با انرژی 4230/2- الکترون ولت و در فاصله ی 33/1 آنگستروم از نانوبستر دورویه، با ایجاد شکاف نواری در ساختار نواری جذب شیمیایی شده است. انرژی جذب مولکول نیتروژن بر روی نانوبستر دورویه ی آلاییده شده با اتم کلسیم به اندازه ی 26/1 نسبت به جذب بر روی نانوبستر دورویه کم تر شده است. در جذب هم زمان مولکول های نیتروژن و دی اکسید کربن بر روی نانوبستر دورویه انرژی جذب 77/3- است. در این حالت هم شکاف نواری در ساختار الکترونی مشاهده شده است. سطح نانوبستر دورویه ی خالص و آلاییده شده با اتم کلسیم در جذب هم زمان مولکول های دی اکسید کربن و نیتروژن به صورت گزینشی عمل می کند و تمایل بیش تری به جذب مولکول دی اکسید کربن در مقایسه با مولکول نیتروژن دارد.

bi2se3 با سه بلوک پنج¬تایی کوچک¬ترین ساختاری است که دارای دو شکاف واندروالس بوده و می¬تواند به¬عنوان ساختار مدل برای شناخت جایگاه¬های فعال ساختار bi2se3 مورد استفاده قرار گیرد. موقعیت¬های ممکن برای جای-گیری اتم ناخالصی در دو شکاف واندروالس شامل 10 موقعیت مختلف است. پس از شناسایی جایگاه¬های فعال در ساختار تشکیل شده از سه بلوک پنج¬تایی، این جایگاه¬ها در ساختار تشکیل شده از شش بلوک پنج¬تایی مورد استفاده قرار گرفت. چون¬که ساختار اخیر خاصیت عایق توپولوژیکی نشان می¬دهد. از بین موقعیت¬های بهینه¬ی شکاف اول و دوم، موقعیت واقع در شکاف اول از پایداری بیشتری برخوردار بوده که بر همین اساس تنها این موقعیت برای جای-گیری دو اتم pt و ag در توده¬ی شش بلوک پنج¬تایی مورد بررسی قرار گرفت. حضور اتم ptو ag در شکاف واندروالس موجب افزایش طول شبکه¬ی واحد (c) و بسط همه¬ی شکاف¬ها می¬شود به¬گونه¬ای که شکاف دارای این اتم¬ها، نسبت به سایر شکاف¬ها به میزان بیشتری بسط یافته است. محاسبه¬ی ساختار الکترونی و چگالی حالت برای موقعیت¬های جذبی پایدار (شکاف اول) توده¬ی شش بلوک پنج¬تایی نشان می¬دهد که حضور این دو اتم (pt و ag) در شکاف واندروالس سبب ایجاد حالت الکترونی در سطح فرمی و فلزی شدن توده¬ی عایق bi2se3 شده است. مشاهده¬ی مخروط دیراک و حالت¬های سطحی در این سامانه¬ها به ضخامت این فیلم¬ها وابسته است. با افزایش ضخامت، میزان شکاف نواری کاهش یافته تا این که مقدار این شکاف نواری برای ترکیب bi2se3 در فیلمی به ضخامت شش بلوک پنج¬تایی به صفر رسیده و مخروط دیراک مشاهده می-شود. جای¬گیری اتم pt در سطح شش بلوک پنج¬تایی باعث حفظ نقطه¬ی دیراک می¬شود در حالی¬که حضور اتم ag در سطح شش بلوک پنج¬تایی سبب باز شدن شکاف نواری در نقطه¬ی دیراک می¬شود. هم¬چنین حضور هر دو اتم در ساختارهای یاد شده منجر به ظهور حالت¬های گاز الکترونی دوبعدی یعنی نوارهای سهموی با شکافتگی راشبا و نوارهای m شکل در ساختار نواری می¬شود.

امروزه بیسموت با برهم کنش اسپین-مدار قوی و ساختاری لایه ای متشکل از دولایه ها، توجه زیادی را به سوی خود جلب کرده است. به منظور شناسایی ویژگی های ذاتی و آشنایی با عملکرد متفاوت گونه های مختلف (به خصوص گونه های محیطی) با به کارگیری نظریه ی تابعی چگالی برهم کنش اتم اکسیژن (به عنوان یک گونه ی محیطی) و اتم مغناطیسی پلاتین با نانو نوار زیگزاگ بیسموت (1×12) بررسی شده است. لازم به یادآوری است که سامانه ی بیسموت در ابعاد متفاوت دارای ویژگی های مختلفی است. به طوری که در سامانه ی شبه فلزی سه بعدی بیسموت با کاهش بعد، گستره ای از ویژگی های نارسانایی تا شبه فلزی در سامانه های متشکل از دولایه های آن دیده می شود. با انتخاب سامانه ای با بزرگ ترین شکاف نواری از میان سامانه های دوبعدی یاد شده و کاهش مجدد بعد آن، ویژگی توپولوژیکی دوبعدی (حالت های لبه و اتصال آن ها از طریق مخروط دیراک) نیز با افزایش اندازه ی نانونوار تا عرض 1×12 مشاهده شده است. ویژگی توپولوژیکی این نانونوار پس از انجام تعدادی بررسی (شامل توزیع چگالی بار نوارهای مرزی و اشباع شدن پیوندهای آزاد در لبه) مورد تایید قرار گرفته است. گزینش اتم اکسیژن و اتم مغناطیسی پلاتین نیز پس از بررسی جذب چندین اتم در سامانه ی دوبعدی بیسموت و ساختار نواری حاصل از آن ها صورت گرفته است. نتیجه ی بررسی ها گزینش موقعیت جانشینی را به وسیله ی اتم پلاتین و موقعیت پل را نیز توسط اتم اکسیژن و در هر دو حالت با جذب شیمیایی نشان می دهد. از سوی دیگر جذب گونه های جاذب پلاتین و اکسیژن در سامانه ی توپولوژیکی مربوطه، به ترتیب با جذب بار نسبت به خود و دفع آن، موجب القای ویژگی فلزی و ابقای ویژگی نارسانایی در توده ی دوبعدی عایق مربوط به نانونوار توپولوژیکی شده است. با ادامه ی بررسی های مربوط به آلاییدن نانونوار یک بعدی نیز ویژگی متفاوتی از سوی هر دو اتم پلاتین و اکسیژن مشاهده شده است.

با توجه یه خواص ساختاری و مغناطیسی متنوع و کاربردهای ترکیب های mn-ga، در این پایان نامه ویژگی های برخی از این ساختارها از جمله ترکیب های هویسلر این مواد که به روش ذوب قوسی ساخته شده اند به همراه تأثیر افزودن کروم و ژرمانیوم در طول فرایند آسیابکاری بررسی شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در تحقیق حاضر روش pct بر روی معادله¬ی دیفرانسیل مرتبه¬ی دومی که جواب آن به¬صورت توابع خاص است اعمال می¬شود. با به¬کارگیری این روش، معادله دیفرانسیل مرتبه¬ی دوم به معادله¬ی شبه شرودینگر تبدیل می¬شود. این روش منجر به دست یابی پتانسیل¬هایی می¬شود که جواب دقیق آنها امکان پذیر است. به¬عنوان کاربرد این روش معادلات دیفرانسیل مرتبه¬ی دوم بسل با صورت¬های ویژه ی متفاوت مورد توجه قرار گرفته است. پتانسیل¬های به¬دست آمده از معادله¬های دیفرانسیل مرتبه¬ی دوم بسل دارای پارامترهای متفاوتی هستند. یکی از این پارامترها کنترل کننده¬ی انرژی (و مختصات) است در حالیکه پارامترهای دیگر شکل پتانسیل را تعیین می¬کنند و شکل مشخصه پتانسیل (بیشینه و کمینه پتانسیل) به این پارامترها بستگی دارد. چند نمونه از رفتار تابعی پتانسیل¬ها و تابع¬های حالت مربوط به آن¬ها ارائه شده است. بررسی رفتار تابعی پتانسیل¬های به¬دست آمده نشان می¬دهد که در مجموعه¬ی مورد بررسی، پتانسیل¬ها در هفت گروه اکارت، روزن-مورس، پاشل-تلر، اسکارف، مورس، هولتن و کولمب قرار می¬گیرند و تعدادی از پتانسیل¬های به¬دست آمده از نظر شکل تابعی رفتار متفاوتی داشته و در هیچ کدام از گروه¬های نام برده قرار نمی¬گیرند ولی می¬توان آن¬ها را به صورت مستقل در گروهی به صورت ترکیب خطی از پتانسیل¬های نام¬برده جای داد.

نیروهای پیوستگی، نتیجه ای از نیروهای جاذبه و دافعه بین مولکولهای مایع، که نگه دارنده مایع هستند فشاری را در مایع ایجاد می کنند که فشار داخلی نامیده می شود. هدف عمده تحقیق حاضر محاسبه فشار داخلی مایعات با استفاده از یک معادله حالت مکانیک آماری می باشد. مایعات استفاده شده در این تحقیق آرگون، کریپتون، زنون، نیتروژن، تتراکلرید کربن، متان، پنتان نرمال، نئوپنتان، هگزان نرمال، سیکلوهگزان، بنزن، تولوئن و اکتان نرمال بودند. نتایج با بهترین مقادیر تجربی متناظر مقایسه گردید. توافق خوبی بین مقادیر محاسبه شده و تجربی وجود دارد. هدف دوم این کار بررسی وابستگی فشار داخلی مایعات به دما و فشار خارجی می باشد. سرانجام، پارامتر حلالیت مایعات با استفاده از مقادیر فشار داخلی محاسبه شده محاسبه شد. پیشگویی پارامتر حلالیت مایعات با صحت خوبی تستی برای اعتبار این کار فراهم نمود.