مطالعه خواص الکترونی نانولوله های کربنی عامل دار شده

خواص ساختاری و الکترونی نانولوله های کربنی دو دیواره (13,0)@(6,0) ،(13,0)@(6,0)/nh2 و (13,0)@(6,0)/ coohبا استفاده از روش نظریه تابعی دانسیته مورد بررسی گرفته است. نتایج نشان می-دهد نانولوله کربنی دو دیواره خالص (13,0)@(6,0) فلزی است. با عامل دار کردن نانولوله کربنی دو دیواره، انحرافات موضعی در دیواره نانولوله بیرونی در جهت محور شعاعی بوجود می آید. ساختارهایی که بدست می آیند، (13,0)@(6,0)/nh2 و(13,0)@(6,0)/ cooh، تغییرات ساختاری معناداری را به نمایش می گذارند؛ (13,0)@(6,0)/nh2 یک نیمه فلز است و (13,0)@(6,0)/ coohیک نیمه هادی با یک گاف انرژی کوچک است. در (13,0)@(6,0)/nh2 ، حالت الکترونی جدیدی بوجود می آیند و روی دیواره بیرونی و گروه عاملی توزیع می شوند؛ این توزیع حالت ها بر اساس انتقال الکترون از نانولوله درونی به سمت گروه –nh2 توضیح داده می شود. در (13,0)@(6,0)/ cooh نیز حالات جدیدی بوجود می آید و روی نانولوله داخلی توزیع می شود، اما انتقال بار معناداری بین نانولوله داخلی و گروه عاملی –cooh رخ نمی دهد. این نتایج بر این نکته تأکید دارد که انحراف موضعی ساختار اتمی روی نانولوله کربنی دو دیواره که با عامل دار کردن دیواره نانولوله رخ می دهد، می تواند ساختارهای الکترونی نانولوله های کربنی دو دیواره را تغییر دهد. در بخش دوم تحقیق، محاسبات dft برای مطالعه خواص الکترونی و انرژی جذب اتم لیتیم روی نانولوله کربنی تک دیواره خالص(8,0) و عامل دار شده با گروه های –nh2 و –cooh ((8,0)/nh2 و (8,0)/cooh )انجام شده است. نتایج نشان می دهد که انرژی جذب اتم لیتیم در داخل و بیرون نانولوله کربنی (8,0) تفاوت زیادی با هم ندارند. در این نانولوله ها، انتقال بار از اتم لیتیم به سمت نانولوله صورت می گیرد. هنگامی که نانولوله کربنی با گروه های –nh2 و –cooh عامل دار می شود، موقعیت-های مختلفی اطراف گروه عاملی برای جذب اتم لیتیم بوجود می آید. انرژی جذب اتم لیتیم در این نانولوله های عامل دار شده برای تمام موقعیت ها بیشتر از انرژی جذب اتم لیتیم بر روی نانولوله کربنی خالص است. هنگامی که اتم لیتیم در نانولوله های (8,0)/nh2 و (8,0)/cooh دوپ می شود، گاف انرژی بزرگتری بین نوار ظرفیت و هدایت بوجود می آید، در نتیجه جذب اتم لیتیم بر آن ها باعث کاهش هدایت در نانولوله می شود.