Skip to main content
SUPERVISOR
Hadi Akbar zadeh,Seyed Javad Hashemifar
هادی اکبرزاده (استاد راهنما) سید جواد هاشمی فر (استاد مشاور)
 
STUDENT
Zohreh Hashemi
زهره هاشمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Study of the electronic properties and absorption spectrum of isomers of MoSe2 nanoclusters by using evolutionary algorithm and Density Functional Theory
Transition metal dichalcogenides (TMDs) (MX 2 ; M =W, Mo; X = S, Se, Te) encompass a large href="https://en.wikipedia.org/wiki/Graphite" graphite , TMDC bulk crystals are formed of monolayers bound to each other by Van-der-Waals attraction . In each monolayer, atoms sticks together with Covalent bonds .additionally a transition from indirect bandgap (1.1eV) in the bulk limit to direct bandgap(1.5eV) in the quantum (2D) limit exists. ince the discovery of graphene , two-dimensional Nano structures have attracted lots of interests in Nano-science and condensed matter physics. In Nano size TMDC is very useful for hydrogen evolution reaction (HER) catalyst. So far no Comprehensive research on MoSe2 Nano materials has appear in literally. Nano structure or nanocluster are often quite different from bulk and could have interesting properties but these are yet to be well understood. Here we present search structure results on stoichiometric (MoSe 2 ) n n=1-10 clusters and report the electronic and optical properties. For search structure we employ USPEX code which is based on evolutionary algorithm. This code unable to relax structures and can just produce them. For relaxation we use of full-potential density functional theory (DFT approach) by FHI-aims code within four different exchange-correlation functional. The electronic properties and energy gap of the lowest energy isomers were computed within several schemes, including semi local PBE and BLYP functional, hybrid B3LYP ,PBE0 functional, many body based DFT+GW approach, and fundamental gap calculations. Vibrational spectra of the lowest lying isomers, computed by the force constant method, are used to address IR spectra of the clusters. At the end we investigate the temperature effect by using Helmholtz free energy definition.
فلزات واسطه دوعضوی (TMDC)با فرمول شیمیایی (M =W, Mo; X = S, Se, Te) MX 2 دسته عظیمی از مواد دو بعدی لایه‌ای با ساختار گرافن مانند هستند که دارای کاربردهای بسیار فراوانی در زمینه‌هایی هم‌چون کاتالیزوری، ذخیره‌سازی انرژی، روان‌کننده‌های جامد، میکروالکترونیک و الکترون نوری دارند. همانند گرافن این دسته از مواد دارای ساختار لایه لایه بوده که تک‌لایه‌ها با نیروی ضعیف وان‌در‌والس روی هم قرار دارند. در هر تک‌لایه، اتم‌ها توسط نیروی کووالانسی بایکدیگر پیوند برقرار می‌کنند. حالت توده‌ای این ماده دارای گاف غیر مستقیم eV1/1 بوده که با رفتن به حالت تک‌لایه به گاف مستقیم eV5/1 تغییر می‌یابد. از زمان کشف گرافن نانوساختارهای دوبعدی از اهمیت فراوانی در علوم نانوذرات و فیزیک حالت جامد برخوردار شده‌اند. در نانوذرات TMDC در فرایند واکنش تکاملی هیدروژن(HER) به‌عنوان کاتالیزور نقش مهمی را ایفا می‌کنند. تاکنون بر روی نانوذرات MoSe 2 تحقیقات جامعی صورت نگرفته است. نانوساختارها و یا نانوخوشه‌ها معمولا دارای خواص متفاوتی از حالت توده‌ای خود بوده که هنوز چندان مورد بررسی قرار نگرفته‌اند. در اینجا ما نتایج حاصل از جستجوی ساختار نانوخوشه‌های استکیومتری (MoSe 2 ) n به ازای n=1-10 و هم‌چنین خواص الکترونی و اپتیکی آن‌ها را ارائه می‌دهیم. برای جستجوی ساختار از نرم‌افزار USPEX که براساس الگوریتم تکاملی بناشده، استفاده می‌کنیم. این کد تنها قادر به تولید ساختار بوده و واهلش ساختارها توسط یک کد موازی صورت می‌گیرد. برای واهلش هر ساختار از کد پتانسیل کامل‌FHI-aims که بر اساس نظریه تابعی چگالی بنا شده است به ازای چهار تابعی همبستگی-تبادلی مختلف، استفاده می‌کنیم. خواص الکترونی و گاف انرژی پایدارترین ساختارها توسط چندین روش از جمله توابع نیمه‌موضعی E،BLYP ، توابع هیبریدی B3LYP ، PBE0 ، تقریب چندذره‌ای DFT+GW و هم‌چنین گاف اساسی سیستم محاسبه گردیده است. طیف ارتعاشی پایدارترین ایزومرها با روش ثابت نیرو برای بررسی طیفIR تعیین گردیده است. در آخر نیز تأثیرات دمایی بر پایداری خوشه‌ها به‌وسیله تعریف انرژی آزاد هلمهولتز مورد بررسی قرار گرفته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی