مطالعه ساختارالکترونی نانولوله های ترکیبی بور-کربن-نیتروژن(bcn)به روش نظریه تابعی چگالی

یکی از مهمترین مواد نانوساختار نانولوله هاست، از سال 1991 که نانولوله های کربنی کشف شد تا کنون مطالعات بسیار گسترده ای روی نانولوله های کربنی صورت گرفته و گستره کاربردهای آن روز به روز افزایش یافته است، با توجه به اینکه خواص شیمیائی و فیزیکی نانولوله های کربنی به کایرالیته آنها بستگی داشته و تاکنون روش تجربی برای جداسازی کایرالیته های مشخص ایجاد نشده است، دانشمندان به دنبال موادی هستند که نانولوله های آنها مستقل از کایرالیته بوده و قابلیت کاربرد آنها را افزایش دهد. پس از کشف نانولوله های کربنی تلاش های بسیاری برای سنتز انواع متفاوتی از نانولوله ها به نام نانولوله های غیرکربنی انجام شد که جنس بیشتر آن ها از نوع اکسید های فلزی، عناصر معدنی، عناصر اصلی و فلزات واسطه از قبیل: نیترید بور، اکسید وانادیم، اکسید منگنز، کلرید نیکل، نیترید ایندیم و...بود. معمولا نیتریدهای گروه سوم دارای گاف کوچکی هستند که پهنای باند آنها با افزودن درصد مشخصی ناخالصی از عنصر دیگری از گروه سوم قابل تنظیم است و در نتیجه پتانسیل کاربردی بالایی دروسایل اپتوالکترونیکی دارند. این نانولوله ها کاربردهای بسیاری در فرایندهای شیمیایی، تجهیزات ابزار الکتروشیمیایی به عنوان کاتالیست در واکنش های اکسایش- کاهش و نقش کاتد در باطری ها را دارند. به طور کلی نانو لوله های غیرکربنی از مولکول های لوله ای تشکیل شده اند که به طور طبیعی در ذخیره های معدنی و کانی شناسایی شده اند. این ترکیبات مشابه نانولوله های کربنی هستند و تنها از نظر نوع عناصر به کار رفته در ساختار با یکدیگر تفاوت دارند. نانولوله های غیر کربنی سنگین تر از نانولوله های کربنی هستند و در مقابل فشرده شدن از خود مقاومت زیادی نشان می دهند یکی از مهمترین این مواد که مورد بررسی قرار گرفته، b-n است، ما با بررسی خواص ترکیب جدید b-c-n تلاش می کنیم تا ویژگیهای جدیدی از این ترکیبات را استخراج کنیم که می-تواند در نیل به هدف بالا کمک قابل توجهی ارائه دهد. در این پژوهش تلاش می کنیم با استفاده از نظریه تابعی چگالی و با بکارگیری نرم افزارهایی که بر این اساس کار می کنند ساختار الکترونی ترکیب b-c-n را بعنوان نانولوله بدست آوریم. بدین منظور ساختارهای متفاوتی از نانولوله bcn را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم و برخی از ویژگی های این نانولوله ها را محاسبه نمودیم. در ادامه با افزودن ناخالصی سیلیسیم به یک ساختار نمونه از نانولوله ی ترکیبی bcn تأثیر آن را مورد بررسی قرار دادیم و ویژگی های جدیدی بدست آوردیم.