مطالعه خواص الکترونی و ساختاری نانو ذرات سیلیکاتی عامل دار شده

بررسی شده است. برای انجام محاسبات، روش تابعی چگالی با تقریب گرادیان تعمیم یافته و حل معادلات کوهن- شم با استفاده از شبه پتانسیل و موج تخت به کار رفته است. پس از بهینه سازی ساختار ها، محاسبات ساختار های نواری، چگالی حالت های کل و چگالی حالت های محلی انجام شده است. ساختار خالص (sio2)n با n=20 نسبت به ساختار n=16 نسبتاً پایدار شناخته شد و همچنین دارای انرژی فرمی و ممان مغناطیسی بزرگتری است. در اثر هیدروژن دار کردن، ساختار پایدارتر شده است و انرژی فرمی افزایش یافته است در نتیجه در اثر هیدروژن دارکردن، ساختار از نیمه رسانایی نوع p به نیمه رسانایی نوع n تبدیل شده است. با توجه به کاهش ممان مغناطیسی می توان گفت که ساختار هیدروژن دار شده نسبت به ساختار معیار دارای خاصیت مغناطیسی ضعیف تری است. همچنین در اثر هیدروژن دار شدن ساختار معیار، ترازهای homo وlumo به ترازهای بالاتر انتقال یافته اند. در بخش دوم ویژگی های ساختاری و الکترونی ساختار خالص عامل دار شده و ساختار به طور کامل هیدروژن دار شده ی عامل دار شده بررسی شده است. ساختار (sio2)20-nh2 نسبت به ساختار (sio2)20 ناپایدار شناخته شد. در اثر عامل دار کردن ساختار خالص، انرژی فرمی افزایش و ممان مغناطیسی کاهش یافته و ترازهای homo وlumo به ترازهای بالاتر منتقل شده اند. انتقال ترازهای homo وlumo در توافق با افزایش انرژی فرمی در اثر عامل دار کردن ساختار معیار با آمینو می باشد. با بررسی دانسیته ی حالات مشخص شد که در اثر عامل دار کردن دانسیته ی حالات اکسیژن کاهش یافته است. این کاهش دانسیته مربوط به اتم اکسیژن لبه ای با الکترون تنها است و به دلیل خاموش شدن اکسایتون ها در اثر تغییرات ایجاد شده توسط آمین در ساختار شناخته شد. ساختار (sio2)nh-nh2 نسبت به ساختار معیارش (sio2)n-h ناپایدار شناخته شد ولی ساختارهای (sio2)nh-ch2nh2، (sio2)nh- (ch2)2nh2و (sio2)nh- (ch2)3nh2 در مقایسه با ساختار (sio2)nh-nh2 پایدار شناخته شدند. در اثر عامل دار کردن ساختار (sio2)nhبا کروه آمینو، انرژی فرمی و ممان تغییر چندانی نکرده است و انتقال بار از اتم سیلسیم به اتم نیتروژن صورت گرفته است. دانسیته ی حالات اکسیژن بر خلاف ساختار (sio2)n-nh2 افزایش یافته است. به این دلیل که ساختار (sio2)nh-nh2 فاقد اکسیژن لبه ای بوده و خاموش شدن اکسایتون ها نم تواند تأثیری روی دانسیته ی حالات اکسیژن های آن داشته باشد. در اثر عاملدار کردن ساختار . ساختار (sio2)nh با گروه های عاملی آلکیل آمین انرژی فرمی افزایش یافته است و از بین این سه ساختار، ساختار عامل دار شده با (ch2)3nh2 دارای بیشترین انرزی فرمی است. هر سه ساختار نسبت به ساختار معیارشان پایدار شناخته شده اند. در اثر عامل دار شدن ساختار(sio2)nh با گروه ch2nh2 و (ch2)2nh2، انرژی تراز homo تغییر چندانی نکرده ولی تراز lumo به تراز انرژی پایین تر منتقل شده است و در اثر عامل دارشدن همین ساختار با گروه (ch2)3nh2، تراز homo به ترازهای انرژی بالاتر و ترازهای lumo به تراز های انرژی پایین تر منتقل شده است. انتقال تراز homo به تراز بالاتر در توافق با افزایش انرژی فرمی در اثر عامل دار کردن با (ch2)3nh2 است. در ساختار عامل دار شده با آلکیل آمین برعکس عامل دار شدن ساختار با آمینو، انتقال بار به اتم سیلسیم صورت گرفته شده است در نتیجه در این حالت دانسیته ی بار روی اتم نیتروژن و جفت الکترون غیرپیوندی آن اضافه نشده است. در نتیجه در این حالت نانو ذره ی سیلیکا با گروه های اضافه شده مانند داروها می تواند پیوند هیدروژنی تشکیل بدهد. به همین دلیل آسیبی به ساختار دارو وارد نشده و باعث رهایش کنترل شده ی آن می شود.