تحقیق بررسی خواص ساختاری و الکترونی هیبرید 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. 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.