جذب مولکول متان روی صفحه گرافین و بورن-نیترید

هنگام ظهور یک ماده ناشناخته نخستین تحقیقات در زمینه شناسایی ویژگی های آن است. درحال حاضر آنچه گرافین را با اهمیت نموده، ویژگی های منحصربفرد آن می باشد. ویژگی های جالب توجه گرافین به عنوان نازک ترین ماده جهان و کاربردهای روزافزون آن در الکترونیک، حسگرها، نمایشگرها و.... آن را به حوزه مهمی در فیزیک ماده چگال و نانوتکنولوژی تبدیل نموده است. یکی از مسائل مطرح برای این ماده، شناسایی ویژگی های حسگری آن به منظور کاربرد در ابزارهای نانو است. از این رو مطالعه ویژگی های حسگری (تغییرات ویژگی های شیمیایی در حضور مولکول های دیگر) گرافین به عنوان هدف اصلی این پایان نامه انتخاب گردید. مطالب مندرج در پایان نامه حاضر به این شرح است. در فصل اول مروری بر هم خانواده های کربن، که گرافین یکی از آن ها می باشد، خواهیم داشت. در ادامه برخی ویژگی های، روش های ساخت و کاربردهای گرافین توضیح داده می شود. در فصل دوم روش های محاسباتی کلاسیکی و کوانتومی بیان و این نتیجه حاصل می شود که در شبیه سازی،سطح گرافین بزرگ تر از آن می باشد که از روش های مکانیک کوانتومی با رایانه های معمولی قابل بررسی باشد و انجام محاسبات با این روش ها زمان بر می باشد، بنابراین در ابتدای فصل سوم نتایج محاسبات کلاسیکی (حل عددی و تحلیلی) جذب مولکول متان بر روی سطح گرافین ( ویژگی های حسگری گرافین) ارائه می شود. از سوی دیگر چون گرافین یک نانوماده است با روش های کلاسیک نمی توان به بررسی دقیق ویژگی های شیمیایی آن پرداخت. بنابراین در پروژه حاضر با محدود کردن سطح گرافین از محاسبات مبتنی بر مکانیک کوانتومی با نرم افزار نیز استفاده گردید و در انتهای فصل سوم محاسبات کوانتومی انجام شده ارائه و نتایج به دست آمده با گرافین سفید مقایسه شده است. که با اعمال شرایط مرزی دوره ای این نتایج برای سطح های بزرگ قابل تعمیم می باشد.