خواص الکترونی نانولوله بور نیترید در حضور جذب هیدروژن

در این پژوهش با استفاده از کد کوانتوم اسپرسو و بر پایه نظریه تابعی چگالی به بررسی خواص الکترونی نانولوله بور- نیترید(3و3) در غیاب و در حضور اتم و مولکول هیدروژن پرداخته و اثر جذب اتم و مولکول هیدروژن را بر روی چگالی حالت های نانو لوله مورد بررسی قرار می دهیم. همچنین به منظور بررسی امکان ذخیره سازی هیدروژن روی این نانولوله، انرژی پیوندی اتم و مولکول هیدروژن را محاسبه می کنیم. علاوه براین در راستای استفاده از خواص الکترونی نانولوله های آلاییده، با استفاده از کد کوانتوم اسپرسو و برپایه نظریه لانداور به محاسبه ترابرد الکترونی نانولوله بور- نیترید پرداخته و اثر جذب هیدروژن را بر روی این خاصیت مورد بررسی قرار می دهیم. در انتها با جایگزین کردن ناخالصی کربن به جای اتم بور و نیتروژن در نانولوله، تغییر در نتایج بدست آمده، جهت اهداف فوق را مورد بررسی قرار می دهیم. نتایج نشان می دهند نانو لوله بور- نیترید(3و3) دارای گاف انرژی در حدود 3/4 الکترون ولت می باشد که در اثر جذب شیمیایی اتم هیدروژن این گاف کاهش می یابد، اما جذب سطحی مولکول هیدروژن تاثیری روی گاف انرژی نداشته و تنها در انرژی های دور از انرژی فرمی باعث جابجایی تراز های انرژی می شود. همچنین نتایج نشان می دهند این نانولوله بستر مناسبی برای ذخیره سازی هیدروژن، چه به صورت اتمی و چه به صورت مولکولی، می باشد. نتایج ایجاد تراز دهنده(پذیرنده) را در اثر جایگزینی اتم کربن به جای اتم بور(نیتروژن) در نانولوله را نشان می دهند که این جایگزینی منجر به افزایش(کاهش) انرژی پیوندی مولکول هیدروژن روی بستر می شود و این که محاسبه نیروهای پراکندگی در مواد با استفاده از تابعی تبادلی- همبستگی موضعی منجر به نتیجه غلط می شود و بایستی از تابعی نیمه موضعی استفاده کنیم.