منصة الرسائل والاطاريح: تأثير التطعيم على بعض الخواص الفيز ياوية للكرافين وأشباه الكرافين

الخلاصة

تضمنت الدراسة جزأين، الجزء الأول دراسة الخواص التركيبية والإلكترونية للكرافين والمواد الشبيهة بالكرافين (السليسين ونتريد البورون) في الحالة النقية والمطعمة، بينما تضمن الجزء الثاني أختبار التركيبات المدروسة كمتحسسات لبعض الغازات السامة. والغازات السامة المستخدمة في هذه الدراسة هي أول أكسيد الكربون (CO)، وكلوريد الهيدروجين (HCl)، والفوسفين (PH_3). قمنا بحساب بنية الاسترخاء والخصائص الإلكترونية عند وجود جزيئات الغاز السامة. تتكون الخصائص الإلكترونية من جهد التأين، الألفة الإلكترونية وفجوة الطاقة، وغيرها من الخصائص الهامة مثل طاقة الامتزاز، والحساسية، ونقل الشحنة. تعتبر هذه الخصائص حاسمة لتحديد قدرة الكرافين والمواد النانوية الشبيهة بالكرافين على اكتشاف جزيئات الغاز السامة. الطرق الكمية المستخدمة في هذه الدراسة هي نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) ونظرية الكثافة الوظيفية المعتمدة على الزمن (TD-DFT). يستخدم DFT لحساب خصائص الحالة الأرضية مثل التركيب الهندسي، والطاقة الكلية، وفجوة الطاقة، وجهد التأين، والألفة الإلكترونية وطاقة الامتزاز. تم استخدام نظرية TD-DFT لحساب خصائص الحالة المتهيجة مثل طيف المرئي فوق البنفسجي. أظهرت النتيجة أن تطعيم الكرافين والمواد النانوية الشبيهة بالكرافين بذرات (Al و Pو Gaو As) أدى إلى تحسين الخواص الإلكترونية. أظهرت نتائج طاقة الامتزاز أن طاقة الامتزاز لشرائط النانو النقية للغازات المدروسة ضئيلة مما يدل على ضعف الامتزاز الفيزيائي. بعد التطعيم، تزداد طاقة الامتزاز وتصبح كيميائية بالنسبة لمعظم شرائط النانو. أن الشريط النانويBNR-As (نترايد البورون المطعم بذرة زرنيخ) يتمتع بأعلى قيمة من طاقة الامتزاز لغازات HCl و PH_3، وكذلك فأن طاقة الامتزاز المحسوبة تتوافق مع قيمة الحساسية المحسوبة. في حين أن شريط النانو BNR-Ga (نترايد البورون المطعم بذرة غاليوم) يتمتع بأعلى طاقة امتزاز لغاز ثاني أكسيد الكربون من شرائط النانو المدروسة مع قيمة جيدة للحساسية وهي (54.2515). أظهرت جميع النتائج المحسوبة إمكانية استخدام شرائط النانو المطعمة في التطبيقات البيئية كجهاز استشعار للغازات المدروسة.