Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Javad Hashemifar,Hadi Akbar zadeh
سید جواد هاشمی فر (استاد مشاور) هادی اکبرزاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Payman Amiri
پیمان امیری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1386

TITLE

First principle study of 1. Adsorption of poly-para-phenylene polymer on the graphene 2. Bulk and narrow MnSe nanowires in the Rock-salt structure
Our goal in this first-principle study is two folded: Firstly we study the adsorption of poly-para-phenylene polymer on the graphene and secondly we investigated the bulk and narrow MnSe nanowires. In the first part many-body perturbation theory at the G 0 W 0 level was employed to study the electronic properties of physisorbed poly-para-phenylene () on graphene. Analysis of charge density and electrostatic potential shows that the polymer-surface interaction gives rise to formation of weak surface dipoles with no charge transfer between the polymer and the surface. Within the local-density approximation (LDA) of density functional theory, the band structure of combined system appears as a superposition of the band structures of isolated constituents. Consequently the LDA band gap of remains unchanged upon adsorption on the graphene layer. G 0 W 0 calculations, however renormalize the electronic levels of the weakly physisorbed polymer. Thereby, its band gap is considerably reduced compared to isolated chain. This effect can be understood in terms of image charges induced in the graphene layer, which allows us to explain the quasi-particle gap of versus polymer-graphene distance by applying a Keywords : Ab initio, G 0 W 0 many-body perturbation theory, Energy gap, Pseudo particle, Poly-para-phenylene, Polymer, Nanowire, Dangling bond, Formation energy, Phenomenological model.
این رساله مبتنی بر دو پژوهش است. در اولین پژوهش به مطالعه ی خواص الکترونی بسپار پلی-پارا-فنیلین بر روی گرافین با استفاده از نظریه اختلال بس ذره ای G 0 W 0 پرداخته ایم. تحلیل چگالی بار و پتانسیل الکتروستاتیکی نشان می دهد که دو قطبی های سطحی شکل گرفته ناشی از اندرکنش بسپار-گرافین ضعیف بوده و انتقال بار قابل ملاحظه ای میان بسپار و گرافین رخ نمی دهد. در تقریب چگالی موضعی (LDA) ساختار نواری سامانه مرکب را می توان به عنوان برهم نهی ساختارهای نواری هریک از اجزای تشکیل دهنده در حالت منزوی در نظر گرفت. بنابراین، در تقریب LDA، گاف انرژی بسپار پس از جذب فیزیکی بر روی گرافین بدون تغییر باقی خواهد ماند. در محاسبات G 0 W 0 ترازهای الکترونی بسپار طی فرآیند جذب تغییر خواهند کرد و گاف انرژی بسپار جذب شده در مقایسه با گاف انرژی بسپار منزوی کاهش قابل ملاحظه ای را از خود نشان می دهد که این اثر را می توان بر اساس بارهای تصویری القاشده در گرافین شرح داد. برای توصیف تغییرات گاف شبه ذره بسپار بر حسب فاصله جذب بسپار-گرافین از مدل پتانسیل تصویری کلاسیک استفاده کرده ایم. به طور متقابل بسپار بر روی ساختار نواری گرافین تأثیر گذشته و منجر به باز شدن گاف نواری گرافین در نقطه ی دیراک می گردد. اندازه ی این گاف در تقریب LDA بسیار کوچک است در حالی که در رهیافت G 0 W 0 ، به دلیل در نظرگیری آثار بار تصویری ناشی از قطبش ناهمسانگرد زنجیره بسپار، اندازه گاف قابل ملاحظه می باشد. در پژوهش دوم به مطالعه ابتدا به ساکن خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی بلور، زنجیره های آزاد، سطوح آزاد (100) و (110) و همچنین نانوسیم های باریک [001] MnSe در ساختار مکعبی نمک طعام پرداخته ایم. برای مطالعه نانوسیم ها از میان سطح مقطع های مختلف متناظر با راستای رشد [001]، مقاطع پرتقارن که فاقد دوقطبی ساختاری بوده و از سطوح با اندیس پایین (100) و (110) تشکیل شده اند را انتخاب کرده ایم. نانوسیم های ساخته شده از سطوح (100) را نانوسیم های مربعی و نانوسیم های متشکل از سطوح (110) را نانوسیم های لوزوی نام گذاری کرده ایم. برای افزایش میزان همبستگی الکترون ها در اربیتال d اتم Mn، از رهیافت GGA+U استفاده شده است. این رهیافت سبب ارتقای نتایج محاسباتی در توافق بهتر با نتایج تجربی می شود. مقایسه انرژی های همدوسی محاسبه شده نشان می دهد که نانوسیم های باریک MnSe که از سطوح (100) ساخته شده اند و دارای سطح مقطع های مربعی تیز هستند، پایداری نسبی بالاتری دارند. به منظور تخمین انرژی های تشکیل زنجیره های MnSe در لبه ها و وجوه نانوسیم های MnSe از روش پدیده شناسی استفاده شده است. همچنین برای مطالعه و بررسی اثر پیوندهای آویزان سطح بر خواص الکترونی نانوساختارهای MnSe، شعاع اول نانوسیم با مقطع مربعی توسط شبه اتم های هیدروژن اشباع شده است. مقایسه ساختارهای نواری الکترونی و انرژی های همدوسی نانوسیم های MnSe دست نخورده و نانوسیم های اشباع شده، حاکی از بازهیبریداسیون مؤثر سطحی و در نتیجه عدم حضور پیوندهای آویزان سطحی در نانوساختارهای مختلف MnSe است. کلمات کلیدی : ابتدا به ساکن، نظریه اختلال بس ذره ای G 0 W 0 ، گاف انرژی، شبه ذره، پلی-پارا-فنیلین، بسپار، نانوسیم، پیوند آویزان، انرژی تشکیل، مدل پدیده شناسی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی