بررسی اثر تزریق ناخالصی بر روی خواص الکتریکی و ساختاری دسته نانوتیوبهای موازی و نانوتیوبهای چند دیواره
چکیده
در این پایان نامه خواص الکتریکی و ساختاری دسته سیلیکون کربید نانوتیوبهای موازی و سیلیکون کربید نانوتیوبهای دو دیواره خالص و همچنین اثر تزریق ناخالصی بر روی آنها با استفاده از روش تابعی چگالی بررسی شده است. در فصلهای اول تا سوم به معرفی کربن نانوتیوبها و روش های ساخت و خواص الکتریکی وساختاری آنها و شرح روش تابعی چگالی پرداخته شده است. در فصل چهارم خواص الکتریکی و ساختاری باندلهای تشکیل شده از سیلیکون کربید نانوتیوبهای با شعاع بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. بهینه سازی کامل ساختارها نشان می دهد که سطح مقطع این نانوتیوبها در باندل به شکل تقریبا شش گوشی می باشد. اثرات برهمکنش بین نانوتیوبها بر روی خواص الکتریکی شامل شکافتگی ترازها، کاهش گاف نیمرسانایی و جابجایی باندهای ظرفیت و رسانش نشان داده شده اند. در فصل پنجم اثر تزریق لیتیم بر روی خواص الکتریکی و ساختاری باندل متشکل از سیلیکون کربید نانوتیوبها ی (6,6) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که تزریق لیتیم باعث تغییرات اساسی در ساختار هندسی می شود. مهمترین اثر بر روی خواص الکتریکی جابجایی تراز فرمی در اثر انتقال بار از لیتیم به سیلیکون کربید نانوتیوبهامی باشد. در تمام حالتهای مورد بررسی تزریق لیتیم باعث می شود که باندل سیلیکون کربید نانوتیوبها ی (6,6) به فلز تبدیل شود که نشان دهنده تغییر اساسی در خواص الکتریکی است. محاسبات انرژی نشان می دهند که لیتیم می تواند در فضای داخل نانوتیوبها و همچنین در فضای بین آنها قرار بگیرد. در فصل ششم خواص الکتریکی و ساختاری سیلیکون کربید نانوتیوبهای دو دیواره (n,n)@(11,11) مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج محاسبات نشان می دهند که پایدارترین سیلیکون کربید نانوتیوبهای دو دیواره (7,7)@(11,11) با فاصله بین دیوارهای ? 3.4 است. همچنین نشان داده شده است که فاصله بین دیواره ای و اختلاف کایرالیته نانوتیوبها در تعیین خواص الکتریکی حول تراز فرمی بسیار مهم می باشد. در فصل هفتم اثرات تزریق بورون بر روی خواص الکتریکی و ساختاری سیلیکون کربید نانوتیوب دو دیواره (6,0)@(14,0) بررسی شده است. محاسبات انرژی نشان می دهند که احتمال تزریق اتم بورون بر روی نانوتیوب داخلی بیشتر است. همچنین جایگزینی اتم بورون با کربن یا سیلیکون باعث القای مغناطش می شود.