|
عنوان
|
بررسی خواص مکانیکی نانوذرات در کالکوژنیدهای دو بعدی فلزات واسطه با استفاده از روش های تئوری تابعیت چگالی و دینامیک مولکولی
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
نانوکامپوزیت، روش تئوری تابع چگالی، روش مکانیک مولکولی، خواص مکانیکی، خواص الکترونیکی، مولیبدن، تنگستن، سلنیوم، گوگرد و تلوریوم
|
|
چکیده
|
در پژوهش حاضر، بررسی خواص ساختاری، مکانیکی و الکترونیکی نانولوله‌های MX2 در سه اندازه شعاع مختلف ((15،0)، (17،0) و (19،0)) با تشکیل زیگزاگ و آرمچیر(9,9) برای نشان دادن تأثیر شعاع و جهت غلتش بر خواص نانولوله تولید شدند. نتایج نشان داد که نانولوله‌های زیگزاگ پایدارتر از آرمچیر هستند زیرا انرژی تشکیل نانولوله‌های زیگزاگ منفی‌تر از آرمچیر است. علاوه بر این، پایداری ساختاری بالاتر نانولوله‌های WX2 به دلیل کاهش انرژی تشکیل است. همچنین انرژی شکاف نواری به عنوان مهم‌ترین عامل برای نشان دادن خواص الکترونیکی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی نشان داد که انرژی شکاف نواری با افزایش شعاع نانولوله بهبود می‌یابد. همچنین انرژی شکاف نواری نانولوله های آرمچیرMX2 بیشتر از زیگزاگ با همان قطر است. نتایج مشابه با انرژی تشکیل و شکاف نواری است که نشان می‌دهد مدول یانگ با افزایش قطر نانولوله و همچنین به ترتیب MS2 > MSe2 > MTe2 وWX2 > MoX2 بهبود می‌یابد. در ادامه تک لایه‌های MX2 طراحی شدند و انرژی تشکیل و ثابت‌های الاستیک مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پایداری ساختاری تک‌لایه WX2 بیشتر از تک لایه‌های MoX2 است و به‌علاوه، پایداری تک‌لایه‌ها مشابه نانولوله‌ها به‌صورت MS2 > MSe2 > MTe2 زمانی که M=Mo یا M=W است، تغییر می‌کند. خواص مکانیکی تک لایه‌ها به منظور افزایش اتم کالکوژنید کاهش می‌یابد و سفتی هر گروه کالکوژنید(مانند MS2) با توجه به افزایش اتم فلز واسطه از گروه پنج به گروه شش بهبود می‌یابد. در انتها برای بررسی تأثیر عیوب ساختاری بر ثابت‌های الکترونیکی و الاستیک تک‌لایه‌ها، چهار نوع عیب جای خالی M (VM)، جای خالیX2 (VX2)، جای خالی M-X2 (VM-X2) و جای خالی M-X4 (VM-X4)، انتخاب و شبیه سازی شدند. نتایج نشان داد که اثر این عیوب ساختاری بر انرژی شکاف نواری را می‌توان نادیده گرفت، اما این عیوب بر خواص مکانیکی تأثیر گذاشت. خواص مکانیکی به دلیل عیوب ساختاری در مقایسه با MX2 بکر کاهش یافته است.
|
|
پژوهشگران
|
مرتضی قربان زاده آهنگری (استاد راهنما)، رحیم مقدسی (دانشجو)
|