دانلود پایان نامه درباره Si، نانولوله، سیلیسیم

دانلود پایان نامه ارشد

وارد کرده وزاویه مناطق اطراف اتم های جایگزینی کمتر کرده است و در سایر مناطق دورتر از جایگزینی تغییرات چندانی مشاهده نمی شود.

جدول 2-2 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم
2-2-3 بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در لایه پنجم
نتایج محاسبات طول پیوند و زاویه پیوندی ساختار آرمچیر (4و4) در لایه پنجم در جدول (2-3) و شکل (2-4) گردآوری شده است.

(الف) (ب) (پ)

شکل (2-4) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه پنجم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) ) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر
بررسی نتایج جدول (2-3) نشان می دهد که طول های پیوندی در حالت خالص در یک مقدار ثابت (82/1) به سرمی برند اما هنگامی که آلومینیوم در نانولوله جایگزین اتم سیلیسیم می شود مقادیر طول پیوندی تغییر می یابد به خصوص در مناطق Al-C51، C42-Al وC62-Al که به طور میانگین 10/0 به مقدار اولیه آنها افزوده شده است اما زمانی که فسفر در نانولوله حضور دارد در مناطق Si41-P، P-Si61 و Si52-P افزایش شدیدتری نسبت به حالت قبلی دیده می شود نکته شایان ذکر آن است که نسبت به حالت قبلی دیده می شود این نتایج به طور کلی مشابه با تغییرات طول پیوند و زاویه پیوندی در لایه های اول و سوم می باشد با این تفاوت که فقط مقادیر آنها با هم فرق دارد و در سایر مناطق تغییرات زیادی نسبت به حالت اولیه دیده نمی شود.
جدول 2-3 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه پنجم

همانطور که بررسی های جدول (2-3) نشان می دهد در همه مدل ها و در حالت اولیه زاویه های پیوندی تغییر کرده است اما در حضور آلومینیوم زوایای پیوندی نسبت به حالت خالص کاهش پیدا کرده است این امر حاکی از شعاع اتمی بزرگتر اتم آلومینیوم نسبت به سیلیسیم و نیاز آن برای اشغال محیط بزرگتر در نانولوله است اما با وجود اتم فسفر در نانولوله کاهش شدیدتری نسبت به مدل قبلی دیده می شود که نشان دهنده شعاع اتمی بزرگتر اتم فسفر نسبت به اتم کربن است.
2-2-4- بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در لایه هفتم
تغییرات طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله آرمچیر خالص و بهینه شده نانولوله سیلیسیم کاربید روی لایه هفتم در جدول (2-4) و شکل(2-5) آمده است.

(الف) (ب) (پ)
شکل (2-5) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه هفتم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) ) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر.
در این بخش نیز همانند بخش های قبلی نیز مشاهده می شود که طول های پیوندی در حالت اولیه یک مقدار ثابت است (82/1) با جایگزینی اتم آلومینیوم به جای سیلیسیم افزایش قابل توجهی درAl-C71، C42-Al وAl-C82 از مقدار میانگین اولیه 82/1 آنگسترم به مقدار میانگین 93/1 آنگسترم مشاهده می گردد. اما زمانی که اتم فسفر در نانولوله جایگزین می شود افزایش بیشتری نسبت به حالت اولیه و همچنین مدل جایگزینی با آلومینیوم دیده می شود.
به طور نمونه طول های پیوندی در محل های Si71-P ، P-Si81وP -Si72 از مقدارمیانگین اولیه 82/1 آنگسترم به ترتیب به مقادیر 26/2، 26/2 و63/2 افزایش یافته اند که این مقادیر بسیار قابل توجه می باشند که علت این افزایش در طول های پیوند هر دو اتم جایگزین شده در بخش های قبلی به تفضیل بیان شده است. در مورد زاویه پیوندی باید گفت که که در همه زاویه تغییرات محسوسی دیده می شود.با جایگزینی اتم آلومینیوم در اکثر نقاط کاهش شایان ذکری دیده می شود اما با جایگزینی اتم فسفر این کاهش بسیار شدید تر است علت این مطلب را نیز در بخش های قبلی توضیح داده شده است .
جدول 2-4 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه هفتم

2-3 بررسی پارامترهایNMR نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید
طیف سنجی رزونانس مغناطیس هسته (NMR) شامل اندازه گیری میزان انرژی لازم برای تغییرهسته های اسپین دار از یک جهت گیری پایدار به یک جهت گیری ناپایدار دریک میدان مغناطیسی است ما در این بخش می خواهیم تئوری تابع چگالی را در سطح B3LYP را با استفاده از مجموعه پایه گوسین 03 اجرا کنیم و سپس پارامترهای CS را توسط اسپکتروسکوپی رزونانس مغناطیس هسته ای محاسبه کنیم. رزونانس مغناطیس هسته شامل دو پارامتر پوششی شیمیایی ایزوتروپیک (CSI) و آنیزوتروپیک (CSA) است. CSI(یا isoσ) پارامتر پوششی شیمیایی یکنواخت یا همگن است که مربوط به دانسیته ابرالکترونی در اطراف هسته می باشد. روابط پارامترپوششی شیمیایی در معادله (2-1) و (2-2) آمده است.
(2-1)
〖CS〗^I (ppm)=1/3(σ_11+σ_22+σ_33)
(2-2)
〖CS〗^A 〖(ppm)=σ〗_33 〖-1/2(σ〗_11+σ_22)

2-3-1 بررسی پارامترهایNMR نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه اول
2-3-1-1 بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته 29Siو 13Cدر جایگزینی با اتم Al در لایه اول
نتایج پارامترهای پوششی CSIوCSA در لایه اول برای نانولوله (4و4) در جدول (2-5) و نمودار (2-6)و(2-7)آورده شده است
همانگونه که دیاگرام شکل (2-6)نشان می دهد نمودار با رنگ قرمز نمودار جایگزینی با اتم آلومینیوم و نمودار با رنگ آبی نانولوله خالص است.
بررسی داده های جدول نشان می دهد که نانولوله آرمیچر سیلیسیم کاربید در حالت خالص به 4لایه تقسیم شده است که لایه های (1و8) و(2و7) و(3و6) و(4و5)دارای مقادیر مشابه هستند که نمایانگر خواص الکترواستاتیکی مشابه می باشند که به ترتیب دارای مقادیر 314 ،306 ،305، 309 هستند کمترین مقادیر CSI مربوط به لایه های (3و6) هستند که بیانگر چگالی کمتر ابرالکترونی در این دولایه است اما بیشترین مقادیر CSIمربوط به لایه (1و8) هستند یعنی لایه های ابتدایی و انتهایی می باشد این میزان افزایش در مقادیر CSI بیانگر چگالی بیشتر ابرالکترونی در این دولایه است.
نگاهی گذرا به جدول نشان می دهد که با جایگزینی اتم آلومینیوم تمامی مقادیر CSI نسبت به مقادیر اولیه کاهش چشم گیری داشته اند به ویژه مقدار CSI اتم آلومینیوم با افت شدیدی نسبت به مقدار اولیه داشته است می توان گفت که اتم آلومینیوم در این هسته ها اثر الکترون کشندگی دارد این بدان معناست که دانسیته ابر الکترونی در اطراف گونه مورد نظر کاهش یافته است.
بررسی بیشتر بیان کننده این امراست که مقادیرCSA برای هسته های سیلیسیم در هر لایه مشابه است به طوری که مقادیر CSA این نانولوله را به 8 لایه تقسیم کرده است که مقادیر آنها از لایه ابتدایی تا انتهایی به صورت 159 ،129 ،147 ،115 ،140 ،120 ،129 ، 124 می باشد کمترین مقدار مربوط به لایه چهارم با مقدار PPm115 می باشد این بدان معناست که توزیع دانسیته ابر الکترونی در راستای محور Z کم است اما بیشترین مقدار CSA مربوط به لایه ابتدای با مقدار PPm159 می باشد این امر حاکی از آن است که توزیع دانسیته ابرالکترونی در راستای محور Z زیاد است.

شکل(2-6) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi مربوط به جایگزینی اتمAl-p در لایه اول
بررسی هسته های کربن نتایجی عکس هسته سیلیسیم نشان می دهد. همانطور که در جدول ملاحظه می شود مقادیر CSI هسته کربن از مقادیر CSI هسته سیلیسیم بسیار کمتر می باشد. اما با توجه به داده های جدول متوجه می شویم که همانند هسته های سیلیسیم در این هسته نیزمقادیر CSI به چهارلایه با خواص الکترواستاتیک مشابه تقسییم شده اند که شامل لایه های (1و8) و(2و7) و (3و6) و(4و5)می باشد به ترتیب دارای مقادیر 98، 104، 95، 102 است. بیشترین مقدار CSI در هسته کربن مربوط به لایه میانی است این لایه حاکی از آن است که میدان الکترومغناطیس لازم جهت تغییر اسپین در این لایه ها قوی است ودر نتیجه تراکم ابرالکترونی در اطراف این لایه بیشتر از سایر لایه هاست اما کمترین مقدار CSI مربوط به لایه ابتدایی و انتهایی می باشد که نشان دهنده تراکم ابر الکترونی کمتر در اطراف این لایه بیشتر از سایر لایه هاست. اما با ورود اتم آلومینیوم برسطح نانولوله بر سطح نانولوله سیلیسیم کاربید به جز در نقاط C11 در سایر نقاط افزایش چشمگیری در مقادیر CSI دیده می شود نقاط در واقع کربن متصل به اتم آلومینیوم جایگزین است. پس این تغییر را می توان تاثیر مثبت اتم آلومینیوم برروی کربن دانست پس می توان گفت که اتم آلومینیوم در هسته های کربن اثر الکترون دهندگی داشته است.
اما نتایج بررسی مقادیر CSA در جدول نشان می دهد که مقادیر CSA نیز در حالت خالص به 8 لایه تقسیم شده اند که از لایه اول تا هشتم با صورت 132، 72، 130، 81، 116، 81، 119 و70 می باشد با جایگزینی اتم آلومینیوم در تمامی موقعیت ها کاهش چشمگیری در مقادیر CSA دیده می شود این بدان معناست که دانسیته ابر الکترونی در راستای محور Z در تمامی لایه ها کمتر است.

شکل(2-7) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به جایگزینی اتمAl در لایه اول

جدول2-5 پارامترهای NMR هسته های SiوC نانولوله آرمچیر (4و4)سیلیسیم کاربید مربوط به جایگزینی اتم Al در لایه اول
(4,4)armChair(Layer1)
Si-29
nuClei
CSI
(PPm)
CSA
(PPm)
C-13
nuClei
CSI
(PPm)
CSA
(PPm)

undoPed
DoPed-Al
undoPed
DoPed- Al

undoPed
DoPed- Al
undoPed
DoPed- Al
Si11
314
296
159
138
C11
98
10
132
191
Si12/Al
314

159

C 12
98
102
132
105
Si 13
314
293
159
142
C 13
98
103
132
107
Si 14
314
294
159
115
C 14
98
103
132
108
Si 21
306
287
129
102
C 21
104
108
72
55
Si 22
306
286
129
128
C 22
104
96
72
43
Si 23
306
286
129
116
C 23
104
110
72
55
Si 24
306
286
129
118
C 24
104
111
72
52
Si 31
305
287
147
130
C 31
95
107
130
85
Si 32
305
283
147
112
C 32
95
98
130
98
Si 33
305
287
147
131
C 33
95
101
130
96
Si 34
305
286
147
131
C 34
95
99
130
99
Si 41
309
287
115
107
C 41
102
106
81
70
Si 42
309
283
115
111
C 42
102
101
81
41
Si 43
309
288
115
106
C 43
102
108
81
61
Si 44
309
288
115
107
C 44
102
108
81
61
Si 51
308
288
140
122
C 51
102
110
116
84
Si 52
308
288
140
126
C 52
102
108
116
86
Si 53
308
288
140
126
C 53
102
108
116
85
Si 54
308
288
140
125
C 54
102
108
116
87
Si 61
305
286
120
107
C 61
94
102
81
62
Si 62
305
286
120
108
C 62
94
101
81
61
Si 63
305
285
120
107
C 63
94
100
81
62
Si 64
305
286
120
109
C 64
94
100
81
62
Si 71
306
286
129
120
C 71
104
112
119
88
Si 72
306
286
129
120
C 72
104
113
119
88
Si 73
306
286
129
120
C 73
104
112
119
88
Si 74
306
286
129
120
C 74
104
113
119
88
Si 81
314
292
124
108
C 81
98
106
70
63
Si 82
314
292
124
108
C 82
98
105
70
62
Si 83
314
292
124
109
C 83
98
105
70
62
Si 84
314
292
124
108
C 84
98
105
70
62

2-3-1-2 بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته 29Siو 13Cدر جایگزینی با اتم Pدر لایه اول
نتایج محاسبات پارامترهای CSIو CSA در جدول (2-6) نمودارهای

پایان نامه
Previous Entries دانلود پایان نامه درباره هزینه تولید، انرژی مصرفی Next Entries دانلود پایان نامه درباره CSI، نانولوله، CSA