بررسی اثر حضور هیدروژن در ساختار دوبعدی گرافین

علیرغم این که مواد مبتنی بر کربن از آن دسته موادی هستند که بیشترین مطالعه بر روی آن ها صورت گرفته است، با این حال کشف ساختارهای جدید به نظر می رسد که پایان ناپذیر است. گرافین و مشتق کشف شده ی اخیر آن، گرافان، ساختارهای پایداری از کربن دو بعدی هستند. گرافین یک ورقه ی اتمی شش گوشی منفرد از اتم های کربن با هیبریداسیون است که توجه زیادی را به علت خواص الکترونی جالبش جذب کرده است. حضور هیدروژن تأثیر به سزایی بر روی خواص فیزیکی گرافین دارد که در این مطالعه به آن پرداخته شده است. گرافان یک سیستم دوبعدی شامل یک لایه ی خطی منفرد از اتم های کربن کاملاً اشباع شده (هیبریداسیون ) با اتم های هیدروژن متصل به آن ها در یک الگوی تناوبی (بالا و پایین صفحه ی تعیین شده توسط اتم های کربن) است. پایداری گرافان چند سال پیش به طور نظری پیش بینی شده بود و فقط به طور تجربی از طریق هیدروژن دار شدن پوسته های گرافین تحقق یافت. در این پایان نامه ویژگی های الکترونی گرافان با محاسبه ی ساختار نواری و شبیه سازی طیف elnes لبه ی k کربن در این ترکیب بررسی شده است. این محاسبات با به کارگیری روش امواج تخت بهساخته ی خطی با پتانسیل کامل (fp-lapw) در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی انجام شده اند. برای محاسبه ی طیف elnes لبه ی k کربن در گرافان برهمکنش باریکه ی الکترونی با گرافان را شبیه سازی کردیم. این شبیه سازی در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی (dft) و با محاسبه ی سطح مقطع پراکندگی دیفرانسیلی مرتبه ی دوم الکترون انجام شد. سپس با محاسبه ی طیف اتلاف انرژی الکترون در اثر این برخورد غیرالاستیک به بررسی ویژگی های الکترونی و نوع پیوندهای موجود با محاسبه ی چگالی حالت های الکترونی پرداختیم. در پایان، میزان تأثیر تقریب core-hole بر روی طیف elnes در ابریاخته ی مناسب بررسی شد.