جذب مولکول های هیدروژن و نیتروژن بر روی نانولوله های سالم و نقص دار شده کاربید سیلسیوم با استفاده از محاسبات تئوری تابعیت چگالی

هدف از این تحقیق بررسی جذب گاز های هیدروژن و نیتروژن در سطح خارجی نانولوله ی سیلیکون کربنی سالم و نقص دار(0 و7) می باشد. نانولوله سیلیکون کربنی با جانشین شدن b و n به جای c نقص دار شد. به منظور تحقق این هدف، انرژی جذب، میزان انتقال بار، چگالی حالت و چگالی حالت های تصویر شده با استفاده از نرم افزار siesta مورد محاسبه قرار گرفت. در این کار ابتدا ساختار هیدروژن و نیتروژن و نانولوله ی سیلیکون کربنی با تابع پایه dzp بهینه شد. مولکول ها ی هیدروژن و نیتروژن به دو صورت عمودی و موازی با محور نانولوله به 5 موقعیت فعال در نانولوله سیلیکون کربنی نزدیک شدند. فاصله بین مولکول ها ی هیدروژن و نیتروژن و هر یک از مکان ها ی جذب در نانولوله ی سیلیکون کربنی طی 7 مرحله پیمایش شد. سپس انرژی بر همکنش بین مولکول های هیدروژن و نیتروژن با نانولوله سیلیکون کربنی با استفاده از روش ابر مولکول محاسبه شده است. برای هر مدل با پیمایش فاصله بین مولکول جذب شده و بستر جاذب، نقطه کمینه انرژی و فاصله ی متناظر با آن مشخص شد. با توجه به نتایج بدست آمده، پایدار ترین ساختمان با کمترین مقدار انرژی زمانی تشکیل می شود که، مولکول هیدروژن به صورت عمود بر محور نانولوله در فاصله 7/2 بوهر ( معادل با 43/1 آنگستروم ) بالای اتم کربن و هنگامی که مولکول نیتروژن به صورت عمود بر محور نانولوله در فاصله 3 بوهر ( معادل با 6/1 آنگستروم ) از وسط حلقه 6 تایی قرار گیرد. در ادامه اثر نقص دار کردن نانولوله بر روی انرژی جذب مولکول ها بر روی این دو ساختمان پایدار مورد بررسی قرار گرفت. با نقص دار کردن نانولوله سیلیکون کربنی میزان انرژی جذب کاهش می یابد و مولکول ها در نانولوله ی نقص دار شده با نیتروژن در مقایسه با نانولوله نقص دار شده با بور با انرژی بیشتری جذب می شوند.