گرافن طبیعی یک شبه فلز یا یک نیمرسانا با گاف نواری صفر است و همچنین دارای تحرک پذیری الکترونی بسیار بالا در دمای اتاق می باشد. عدم وجود گاف در ساختار نوارهای انرژی باعث میشود که الکترونها مانند فرمیونهای بدون جرم نسبیتی رفتار کنند. در ادامه مطلب تحقیق بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن را می توانید دانلود کنید.
توضیحات بیشتر درمورد تحقیق بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن
عنوان: بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات:62
بخشی از مقدمه و فهرست مطالب تحقیق بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن را در قسمت پایین می توانید مشاهده کنید.
مقدمه:
خواص و کاربردهای گرافن
گرافن طبیعی یک شبه فلز یا یک نیمرسانا با گاف نواری صفر است و همچنین دارای تحرک پذیری الکترونی بسیار بالا در دمای اتاق می باشد. عدم وجود گاف در ساختار نوارهای انرژی باعث میشود که الکترونها مانند فرمیونهای بدون جرم نسبیتی رفتار کنند به همین دلیل سرعت حاملهای بار در آن بیشتر از نیمرساناها از جمله سیلیکون است. خواص نوری منحصر به فرد گرافن، موجب بروز یک شفافیت بالای غیرمنتظره برای یک تک لایهی اتمی شده است. یک تک لایه ی گرافن از نور سفید فرودی بر روی خود را جذب می کند که در آن α ثابت ساختار ریز شبکه می باشد [8-7]. گرافن تک لایه همچنین به عنوان یکی از قویترین مواد در نظر گرفته می شود. با در نظر گرفتن این خواص جالب جدید گرافن انتظار می رود که مرزهای جدیدی در زمینه ی کاربردهای گرافن باز شود [9]. برخی از کاربردهای گرافن میتواند موارد زیر باشد [10]:
- استفاده شدن به‌جای فیبرهای کربن در کامپوزیت‌ها که نتیجتاً باعث ایجاد هواپیماها و ماهوارهای سبکتر میگردد.
استفاده شدن به‌جای سیلیکون‌های نیمرسانا در ترانزیستورها بدلیل خواص رسانشی فوق العاده گرافن. در این ماده الکترونها می توانند 100 برابر سریعتر از الکترونهای حاضر در سیلیکون حرکت کنند به همین علت به طور بالقوه گرافن میتواند کاربردهای زیادی در صنایع الکترونیک داشته باشد. این ماده در حال حاضر اصلیترین رقیب سیلیکون به شمار می رود. - جاسازی کردن گرافن در پلاستیک که میتواند پلاستیک مذکور را رسانا کند.
- امکان بالابردن دوام باتری‌ها با استفاده از غبار گرافنی.
- کاربرد در الکترونیک نوری.
- ایجاد پلاستیک‌هایی سخت‌تر، مستحکم‌تر و سبکتر.
- کاربرد به‌عنوان پوشش شفاف رسانا برای سلول‌های خورشیدی و نمایشگرها.
- مزیت اصلی گرافن در این است که میتواند نور و الکتریسیته را از خود عبور دهد.
- ایجاد توربین‌های بادی کارآمدتر.
- ایجاد ایمپلنت‌های مستحکم‌تر (پزشکی).
- کاربرد در تجهیزات ورزشی.
- ایجاد ابرخازن‌ها.
- کاربرد برای پیشرفت صفحات و نمایشگرهای لمسی و انعطاف پذیر.
- کاربرد در نمایشگرهای بلور مایع(LCD) .
- کاربرد در دیودهای گسیل نور (LED) و دیودهای ارگانیک گسیل نور (OLED)
- ساخت جوهرهای رسانا برای پوشش.
هدف کلی پژوهش
گرافن برخلاف ویژگی های مفیدی که دارد، فاقد گاف نواری می باشد و به عنوان یک نیمرسانای با گاف صفر[1] شناخته شده است. عدم وجود گاف به یکسان بودن دو زیرشبکهی کربن در گرافن مربوط میشود [25]. هامیلتونی گرافن نزدیک نقاط دیراک دارای تقارن وارونی فضا و برگشت زمان است و این منجر به گاف صفر در نقاط دیراک میشود. حال اگر اختلالی هم که به دستگاه وارد میشود این دو تقارن را حفظ کند، هیچ گافی در گرافن ایجاد نمیشود [27-26] همچنین رسانندگی الکتریکی گرافن هیچ گاه صفر نیست، حتی هنگامی که غلظت حاملهای بار به صفر میل کند [26]. در نتیجه برای استفاده از گرافن در ترانزیستور مشکل کلیدزنی وجود دارد و ترانزیستور همواره یک جریان حداقلی نشتی را از خود عبور می دهد. از طرفی گاف انرژی دیاکسید تیتانیوم و سولفیدکادمیوم نیز بزرگ بوده و این موضوع باعث کاهش جذب نورخورشید توسط این دو عایق مذکور که بسیار کاربردی میباشد است. در دیاکسید تیتانیوم جذب نور خورشید فقط 4%میباشد. این امر یک مانع بزرگ در ابزارهای نانو‌الکتریکی و مانع قابل‌توجهی برای برنامه‌های کاربردی آنها در الکترونیک است. در نتیجه تلاش‌های بسیاری برای کنترل ساختار باندی نانو مواد سولفیدکادمیوم و دیاکسید تیتانیوم صورت گرفته است. پس بهنظر میرسد که با ترکیب این دو نوع ماده یعنی گرافن و دو عایق دیگر گامی در جهت بهبود خواص آنها برداشت خواهد شد.
فهرست مطالب:
فصل اول
گرافن: تعریف و تاریخچه
خواص و کاربردهای گراف
معرفی دیاکسید تیتانیوم
معرفی سولفیدکادمیوم
هدف کلی پژوهش
مروری برپژوهشهای انجام شده
فصل دوم: رهیافت محاسباتی
تئوری تابعی چگالی
حل معادله شرودینگر بس الکترونی
قضایای هوهنبرگ-کوهن
رهیافت کوهن-شم
محاسبهی پتانسیل تبادلی-همبستگی
شبه پتانسیل
فصل سوم: بررسی خواص ساختاری هیبرید گرافن و دیاکسید تیتانیوم
گرافن به عنوان بستر
بهینه سازی پارامترهای محاسباتی
فصل چهارم: بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن و سولفیدکادمیوم
مقدمه
پارامترهای محاسباتی
جذب سولفید کادمیوم برگرافن
ویژگیهای هندسی
ویژگیهای الکترونی
فصل پنجم: مقایسه ویژگیهای هیبرید گرافن/دیاکسید تیتانیوم و هیبرید گرافن/سولفیدکادمیوم
خواص ساختاری
خواص الکترونی
فصل ششم: نتیجه گیری
پیشنهاد ها
نتیجه گیری
فهرست شکل ها و جدول ها:
شکل 1-1 معرفی خواص گرافن.. 3
شکل 2-1 طرحوارهی چگونگی حل خود سازگار معادلات کوهن - شم. 18
شکل 2-2مقایسهای شماتیک از پتانسیل واقعی v(r) وشبه پتانسیل vp(r) و همچنین تابع موج واقعی الکترون u(r) و شبه تابع موج up(r) 23
شکل3-1 یاخته واحد ترکیب گرافن و دیاکسید تیتانیوم قبل از واهلش.... 29
شکل 3-2 :یاخته واحد ساختارهای واهلش یافته ترکیب گرافن و دیاکسید تیتانیوم. 30
جدول 3-1 ویژگیهای ساختاری ترکیب گرافن و دیاکسید تیتانیوم. 31
شکل 3-3 نمودار ساختار نواری مربوط به اسپین بالا و پایین ترکیب گرافن و دیاکسید تیتانیوم. تراز فرمی بهصورت خط چین و برصفر منطبق است. 33
شکل3-4 نمودار چگالی حالتها ترکیب گرافن و دیاکسید تیتانیوم برای اسپین بالا و پایین. تراز فرمی بهصورت خط چین و برصفر منطبق شدهاست. 34
شکل 4-1 یاخته واحد ترکیب گرافن و سولفید کادمیوم قبل از واهلش.... 36
شکل 4-2 یاخته واحد ساختارهای واهلش یافته ترکیب گرافن و سولفیدکادمیوم. 37
جدول 4-1 ویژگیهای ساختاری ترکیب گرافن و سولفید کادمیوم. 37
شکل 4-3 نمودار چگالی حالتها ترکیب گرافن و سولفید کادمیوم برای اسپین بالا و پایین. تراز فرمی بهصورت خط چین و برصفر منطبق شدهاست. 38
شکل 4-4 نمودار ساختار نواری مربوط به اسپین بالا و پایین ترکیب گرافن و سولفیدکادمیوم. تراز فرمی بهصورت خط چین وبرصفر منطبق است. 39
شکل 5-1 نمودار حالات جزئی گرافن خالص. خط چین نشان دهندهی تراز فرمی است و برصفر منطبق شده است. 42
شکل 5-2 نمودار حالات جزئی اوربیتال d تیتانیوم. خط چین نشان دهندهی تراز فرمی است و برصفر منطبق شده است. 43
شکل 5-3 نمودار حالات جزئی اوربیتال S اکسیژن. تراز فرمی به شکل خط چین و بر صفر منطبق شده است.
شکل 5-4 نمودار چگالی حالات جزئی اوربیتال P اکسیژن. تراز فرمی به شکل خط چین و بر صفر منطبق شده است 44
شکل 5-5 نمودار چگالی حالتهای جزئی مربوط به مجموع اوربیتال های S و P کربن در ترکیب گرافن و سولفیدکادمیوم. تراز فرمی بهصورت خط چین و بر صفر منطبق شده است. 44
شکل5-6 نمودار چگالی حالتهای جزئی مربوط به اوربیتال S کادمیوم. تراز فرمی بهصورت خط چین و بر صفر منطبق شده است. 45
شکل 5-7 نمودار چگالی حالتهای جزئی مربوط به اوربیتال P کادمیوم. تراز فرمی بهصورت خط چین و بر صفر منطبق شده است. 46
شکل 5-8 چگالی حالتهای جزئی مربوط اوربیتال P گوگرد. تراز فرمی بهصورت خط چین و بر صفر منطبق شده است. 46
شکل 5-9 چگالی حالتهای جزئی مربوط اوربیتال S گوگرد. تراز فرمی بهصورت خط چین و بر صفر منطبق شده است. 47
هم اکنون می توانید تحقیق بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن را به قیمت 16000 تومان از سایت آسمان فایل دانلود نمایید.
تحقیق بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید گرافن