بررسي نظري ساختار، خواص الكتروني و نوري نانوخوشه‌هاي فولرن (C24)n=(2-6)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي فيزيك

كارشناسي ارشد

در دهه‌هاي اخير، مطالعه نانومواد كربني، از جمله فولرن‌ها، نانولوله‌ها و گرافن، به دليل خواص منحصربه‌فرد فيزيكي و شيميايي‌شان، توجه گسترده‌اي را به خود جلب كرده است. فولرن‌ها، به ويژه فولرن‌هاي كوچك‌تر، به عنوان بلوك‌هاي سازنده در ساختارهاي پيچيده‌تر، فرصت‌هاي جديدي را براي طراحي و سنتز مواد با كاربردهاي پيشرفته فراهم مي‌كنند. در اين پژوهش، خوشه‌هاي فولرن C24 از ديمر تا هگزامر با بهره‌گيري از نظريه تابعي چگالي طراحي و بررسي شدند. محاسبات با استفاده از تابعي¬هاي PBE، B3LYP و CAM-B3LYP و مجموعه پايه def2SVP انجام شده¬اند. اين مطالعه نشان داد كه با اتصال واحدهاي فولرن C24 مي‌توان به مجموعه‌اي متنوع از نانوخوشه‌ها دست يافت. پايداري ساختاري اين خوشه‌ها با محاسبه انرژي اتصال ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه تشكيل اين خوشه‌ها از نظر انرژي مطلوب است. همچنين در ميان الگوهاي پيوندي، آرايش [3+3] (شيوه اول) پايدارترين و مطلوب‌ترين الگوي اتصال در تمامي ساختارها پايدار ديمر تا هگزامر شناخته شد. بررسي شكاف انرژي نشان داد كه اتصال واحدهاي C24 مي‌تواند منجر به كاهش قابل‌توجه شكاف انرژي و افزايش پتانسيل رسانايي شود، در حالي‌كه در برخي ساختارها تغييرات جزئي يا افزايش شكاف انرژي مشاهده گرديد. تحليل اوربيتال‌هاي مرزي بيانگر تغيير در تركيب اوربيتال¬هاي مولكولي HOMO و LUMO ساختارهاي پايدار ديمر و هگزامر و ايجاد برهم‌كنش‌هاي مولكولي جديد بود. بررسي خواص نوري نيز افزايش چشمگير قطبش‌پذيري و ابرقطبش‌پذيري اول را نشان داد كه بهبود پاسخ نوري غيرخطي را به همراه داشته و خوشه‌هاي C24 به‌ويژه ديمرها و هگزامرها را به كانديداهاي مناسبي براي كاربرد در نانوالكترونيك، حسگرها و اپتيك غيرخطي تبديل مي‌كند. اين نتايج چشم‌انداز ارزشمندي براي طراحي هدفمند مواد پيشرفته با ويژگي‌هاي قابل تنظيم فراهم مي‌آورد.

237032

شيمي فيزيك

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان