مطالعه محاسباتی تاثیر اتصالات گروه های عاملی در ساختار گرافن

به نوارهای بسیار نازکی از تک لایه های گرافیت و از جنس اتم های کربن ، گرافیت اطلاق می شود . از آنجایی که گرافن ها از خواص رسانشی فوق العاده ای بر خوردارند ، کاندیدای مناسبی برای استفاده در نسل آینده ترانزیستورها ی با سرعت بالا محسوب می شوند. بدین ترتیب مطالعه خصوصیات ساختار الکترونی گرافن می تواند در توسعه کاربری این نانو مواد بسیار حائز اهمیت باشد از سویی دیگر اتصال گروه های عاملی به گرافن میتواند نقش مهمی در تعیین خصوصیات ساختار الکترونی گرافن ایفا کند. روش کار بدین صورت است که ابتدا مختصات اولیه مدل ها ی مورد استفاده توسط نرم افزارهای گرافیکی ترسیم می شود سپس با استفاده از نرم افزار گوسین محاسبات نظریه تابعی چگالی بر روی مدل های مورد نظر اجرا می شود در بین روش های نظریه تابعی چگالی blyp روش مناسبی است که مطالعات قبلی از این امر حکایت می کنند و با استفاده از سری های پایه 6-31g* مورد بحث و بررسی قرار گرفته است . به منظور انجام محاسبات کوانتوم مکانیک از نرم افزار گوسین 98 استفاده گردید . در واقع هدف از این محاسبات، بهینه کردن سطوح انرژی مدل های مورد نظر است که بدین ترتیب می توان از اطلاعات پارامترهای نظیر انرژی کل ، ممان دو قطبی ، بارهای مولیکن و وقفه های انرژی بهره گرفت . نتایج حاصل از بهینه سازی مدل های مختلف از گرافن نشان داد، با جایگزینی گروه های عاملی موجود در تناوب دوم و سوم جدول تناوبی آرایش الکترونی در سطوح خارجی گرافن تغییر پیدا کرده است به طوری که در تمام مدل های ساختاری گرافن اتصال گروه عاملی بور بیشترین میزان پایداری را نسبت به حالت های خالص گرافن به همراه دارد و در نتیجه در اثر جایگزینی گروه های عاملی میزان قطبیت ساختارهای ناخالص افزایش قابل ملاحظه ای پیدا کرده است . همانطور که شاهد هستید اتصال گروه های عاملی مختلف به گرافن منجر به تغییرات خصوصیات شبه رسانایی گرافن می شود به طوری که در تمام مدل ها بجز مدل هایی از گرافن که شامل چهارده حلقه بنزنی و شامل جایگزینی گروه های عاملی s,o است سبب نارسانایی ساختار می شوند . به علاوه گزارشی از اثرات جایگزینی گروه های عاملی بر روی پوشش nmr در مدل های مختلف از گرافن ارائه شده است و برای این گزارش ، تقریب giao و روش های dft به کا رفته و تانسورهای پوشش شیمیایی در مدل های ساختاری مختلف از گرافن و بر روی هسته های کربن بررسی شده است .