بررسی خواص الکترونی نانولوله های کربنی و اثر تخلیص روی آنها

بخش اول این پروژه به بررسی ساختار الکترونی برای انواع نانولوله های تک دیواره اختصاص داده شده است، که با استفاده از آن توانستیم خواص الکترونی نانولوله ها را بدست آوریم. برای اینکار ابتدا با استفاده از تقریب بستگی قوی ساختار الکترونی باندهای? و?*گرافین را برای نزدیکترین همسایه اول بدست آوردیم. جهت تعیین اثر همسایه های مختلف روی باندهای انرژی گرافین رابطه پاشندگی انرژی را تا نزدیکترین سومین همسایه بسط دادیم. نتیجه حاصله بدین صورت است که با اعمال اثر همسایه های دوم و سوم، باند?*دارای انرژی کمتری نسبت به حالت فقط همسایه اول داراست، ولی تغییرات انرژی برای باندهای ? و ?*به گونه ای است که گاف انرژی تغییر محسوسی نمی کند. با استفاده از روابط پاشندگی انرژی بدست آمده برای گرافین و روش zone-foldingرابطه پاشندگی انرژی را برای نانولوله کربنی تک دیواره بدست آوردیم، که با استفاده از آن توانستیم شرایطی را برای تعیین خواص الکترونی نانولوله های کربنی مختلف تعیین کنیم. طبق نتایج بدست آمده نانولوله های آرمچیر همگی رسانا هستند، و بقیه نانولوله های کربنی بسته جهت پیچش نانولوله می توانند فلزی یا نیمه رسانا باشند. بخش دوم این پروژه اختصاص دارد به خالص سازی نانولوله کربنی و اثر آن روی خواص الکترونی. عمل خالص سازی با روش های مختلف اسیدشویی با اسیدهای مختلف و اولتراسونیک در حلال های متفاوت و پخت حرارتی روی نانولوله کربنی تک دیواره (hipco) خریداری شده، انجام شد. جهت مشخصه یابی نمونه بدست آمده بعد از خالص سازی، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) استفاده شده است. تصاویر بدست آمده از میکروسکوپ الکترونی حضور نانولوله را در سراسر نمونه و همچنین خلوص نمونه را به طور تقریبی نشان می دهند. برای تعیین توزیع قطر نانولوله ها در نمونه و همچنین تعیین خواص الکترونی آنها و مقایسه نتایج بدست آمده بین نمونه خالص شده و نمونه خام از طیف سنجی رامان استفاده شده است. برای این منظور از لیزر 532nm استفاده شد. لازم به ذکر است که خلوص نمونه توسط طیف رامان نیز تایید گردید. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که اسید شویی به روش اسید هیدروکلریک بهمراه اسید نیتریک و اولتراسونیک در حلال متانول بیشترین خلوص را به همراه دارد. همچنین این روش بر روی خاصیت الکترونی نانولوله کربنی تاثیر داشته، به طوری که خاصیت الکترونی نمونه خام که بطور تقریبی فقط نیمه رسانا بود، به سمت فلزی پیش می رود.