Share
تاثير امتزاز الغاز على التركيب الالكتروني لشرائط نانوية هجينة من السلسين - الجرافين باستعمال نظرية الكثافة الدالية == Effect of Gas Adsorption on the Electronic Structure of Silicene/Graphene hybrid Nanoribbons using Density Functional Theory
Author name:
علي صبحي جابر الخواجة
Supervisor name:
حمد رحمن جبر
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Master
University:
University of Babylon - College Of Science For Girls - Physics Department
Language:
English
University location:
Babylon
First pages:
26T1625 - p.pdf
Abstract:
تم استقصاء امتزاز مجموعة جزيئات غاز شائعة وهي CO وCO2 وNH3 وNO NO2 وSO2 على اشرطة نانوية مؤلفة من سلسين|جرافين ((SiGNRs باستعمال نظرية الكثافة الوظيفيةdensity functional theory (DFT) وبتقريب (PBE) Perdew, Burke, and Ernzerhof مع مجموعة الدوال الاساس 6 - 31G. اظهرت النتائج ان امتزاز جميع الغازات CO وCO2 وNH3 وNO وNO2 على الاشرطة النانوية للسلسين|جرافين هو امتزاز كيمائي قوي مع طاقات امتزاز اكبر من1eV ، ونتيجة للتفاعل القوي لهذه الغازات على الاشرطة النانوية للسلسين|جرافين فان هذه الاشرطة النانوية يمكن ان تستعمل كمحفز او منشط ، وبالتالي امكانية اقتراحها كمحفز خالية من المعادن، باستثناء الامتزازات الاتية : CO2 على الاشرطة النانوية للسلسين|جرافين المشابه للكرسي عند الموقع T1، وامتزاز NH3 وNO2 على SiGNR المشابه للكرسي عند الموقع T2، وامتزاز NO وNH3 على SiGNR ذو النوع المتعرج عند الموقع T2، وامتزاز NO2 على SiGNR ذو النوع المتعرج عند الموقع T1 وجميع امتزازات SO2 على SiGNRs فانها امتزازات فيزيائية ضعيفة وبطاقات امتزاز تتراوح ما بين0.045) eV الى(0.84 ، وهذا يدل على ان SiGNR يمكن ان يكون كمتحسس جيد لـ (,CO CO2، NH3, NO2 وSO2) عند المواقع المشار اليها. علاوة على ذلك، فان فجوة الطاقة للاشرطة النانوية للسلسين|جرافين عند امتزاز الغازات CO2 وCOو NH3 وNOو NO2 وSO2 تكون مفتوحة وبطرق مختلفة. بشكل عام، فان فجوة الطاقة لـSiGNR المشابه للكرسي اكبر من تلك التي لـ SiGNR ذو النوع المتعرج. وقد وجدنا ان SiGNR المشابه للكرسي والذي يمتز جزيئات الغاز لـ CO وCO2 وNH3 وSO2 عند الموقعT1 تكون قيمة جهد التاين والالفة الالكترونية له صغيرة بالمقارنة مع اشرطة السلسين|جرافين الاخرى، وهذا يدل على ان هذه الانظمة لديها القدرة على التبرع بالكترون، اي يحتاج الى طاقة صغيرة لازالة الكترون لتصبح ايونات موجبة.توضح النتائج ايضا على ان القيمة الاكبر لـ EHOMOلامتزاز NO وNO2 للنوع المتعرج لـ SiGNR عند الموقع T1 هي eV5.635 - وeV5.541 - على التوالي، وهذه القيم تظهر ميل الجزيئة للتبرع بالالكترونيات والقيمة الاصغر قيمة لـ ELUMO للنوع المتعرج لـ SiGNR عند الموقعT1 هي eV5.344 - و5.315 eV - ، وهذه القيم تظهر ميل الجزيئة الى تقبل الالكترونات | The adsorption of common gas molecules (CO, CO2, NH3, NO, NO2 and SO2) on silicene/graphene nanoribbons (SiGNRs) is investigated using density functional theory (DFT) with Perdew, Burke, and Ernzerhof (PBE) /6 - 31G basis set. The results show that all the adsorption of (CO, CO2, NH3, NO and NO2) on SiGNR is a strong chemisorption with adsorption energies being larger than 1eV, due to the strong interaction of (CO, CO2, NH3, NO and NO2) on SiGNR which could catalyse or activate, suggesting the possibility of SiGNR as a metal - free catalyst. Except the adsorption of CO2 on armchair SiGNR at site T1, NH3 and NO2 on armchair SiGNR at site T2, CO and NH3 on zigzag SiGNR at site T2, NO2 on zigzag SiGNR at site T1 and all adsorbed SO2 on SiGNRs are weak physisorption with Ea ranging from (0.045 to 0.84) eV, indicating that SiGNR could be a good (CO, CO2, NH3 NO2 and SO2) sensor at these sites. Moreover, the energy gap of SiGNR is opened upon adsorption of (CO, CO2, NH3, NO, NO2 and SO2) in various ways. In general, the energy gap for armchair SiGNR is larger than those of zigzag SiGNR. We found that the armchair SiGNR with CO, CO2, NH3 and SO2 gas molecule adsorption at site T1 has small value of ionization potential and electron affinity compared with other SiGNRs, this indicates that these systems have the ability to donate an electron; it needs a small energy to remove an electron to become cation. Our results indicate that larger values of EHOMO for adsorption NO and NO2 zigzag SiGNR at site T1 is ( - 5.635 and5.541 - ) eV, show that a propensity of the molecule to donate electrons and smaller value ELUMO for zigzag SiGNR at site T1 is ( - 5.344and - 5.315) eV, these values show that a propensity of the molecule to accepter electrons
