بررسی خاصیت حسگری گازی در لوله های نانومتری کربنی زیگزاگ و نوارهای نانومتری آرمچیر با استفاده از مدل تنگ بست قوی

هدف اصلی این پایان نامه بررسی ویژگیهای حسگری گازی لوله های نانومتری کربنی زیگزاگ و نوارهای نانومتری کربنی آرمچیر است. مطالب این پایان نامه به ترتیب زیر ارائه می شود. در فصل اول انواع مختلف حسگرها معرفی می شوند و حسگرهای گازی حالت جامد به طور مفصل مورد مطالعه قرار می گیرند. فصل دوم به به بررسی روشهای سنتز و ویژگیهای الکتریکی دو دسته از ساختارهای مهم کربنی – لوله های نانو متری کربنی و نوارهای نانومتری کربنی – اختصاص داده شده است. در فصل سوم با استفاده از مدل تنگ بست قوی و با محاسبه چگالی حالات موضعی و متوسط، به ازای درصدهای محدود اثر جذب گازهای دو اتمی و سه اتمی بر ویژگیهای الکتریکی لوله نانومتری زیگزاگ (10،0) مورد مطالعه قرار می گیرد. اثر جذب با وارد کردن دو پارامتر – تغییر انتگرال پرش و انرژی نقاط شبکه - به سیستم مورد بررسی اعمال می شود. برای بدست آوردن مقادیر مناسب تغییر انتگرال پرش و انرژی نقاط شبکه، مقادیر این کمیت ها آنقدر تغییر داده می شوند تا رفتار چگالی حالات موضعی سیستم به ازای آن مقادیر، مشابه با رفتار مشاهده شده در آزمایشها و یا رفتار پیش بینی شده در محاسبات بر پایه تئوری چگالی تابعی باشد. سپس این مقادیر برای بررسی اثر جذب گاز در درصد های محدود مورد استفاده قرار می گیرد. توزیع نقاطی از لوله نانو متر ی که در آنها مولکول های گاز جذب می شوند کاملا تصادفی است بنابراین تابع گرین سیستم تابعی است تصادفی و رفتار موضعی ماده در نقاط مختلف با رفتار متوسط آن متفاوت خواهد بود. برای انجام محاسبات لازم از تقریب پتانسیل همدوس استفاده می شود که در آن رفتار میانگین مجموع پیکربندی های مختلف به حساب می آید. این محاسبات نشان می دهد که به ازای درصدهای محدود، با جذب برخی گازها لوله نامتر ی زیگزاک همانند یک نیمرسانای دهنده و با جذب برخی گازهای دیگر همانند یک نیمرسانای پذیرنده عمل می کند. مبحث فصل چهارم بررسی ویژگیهای گازی نوار نانومتری آمچیر – 8 است. مشابه با فصل قبل ابتدا مقادیر مناسب مربوط به تغییر انتگرال پرش و انرژی نقاط شبکه محاسبه می شود و سپس با استفاده از این مقادیر و به کمک تقریب پتانسیل همدوس اثر جذب گاز در درصدهای محدود بررسی می شود . محاسبات انجام شده نشان می دهد که جذب گاز سبب ایجاد تراز انرژیی درون گاف نیمرسانا و تبدیل آن به نیمرسانای پذیرنده و یا دهنده می شود. بنابراین می توان از این مواد - لوله های نانو متری کربنی و نوارهای نانومتری کربنی – به عنوان حسگر های گازی استفاده کرد.