تأثير كاربيد السليكون على الخصائص الإلكترونية والطيفية لهيكل PVA/SeO2: دراسة نظرية دالية الكثافة

الباحث

صفا زهير حسين عباس

المشرف

هند احمد محمد رؤوف ياسين

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

كلية التربية للعلوم الصرفة / الفيزياء

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Density functional theory; Silicon carbide; PVA/SeO2; Electronic properties

تمت دراسة تأثير زيادة عدد الذرات على الخصائص الهندسية , الالكترونية والطيفية للمتراكب النانوي (PVA-SeO2-SiC) (بولي فينيل الكحول - ثنائي اوكسيد السيلينيوم - كاربيد السيليكون) وذلك باستخدام برنامج Gaussian 0.9 وبمساعدة Gaussian View 0.5 . تم اجراء جميع الحسابات باستخدام نظرية دالية الكثافة (DFT) (Density Functional Theory) , ويتم وصف تفاعل التبادل - الارتباط بواسطة الدالة الهجينة (B3LYP) (Becks 3-parameter Lee - Yang - Parr) مع تقريب التدرج العام (GGA) (General Gradient Approximation) مع مجموعة الأساس (LanL2DZ) . دُرست الخصائص الهندسية , الالكترونية و الطيفية لبوليمر (بولي فينيل الكحول) (PVA) (43Atoms) ومن ثم دراسة تأثير اضافة جسيمات نانوية كاربيد السيليكون (SiC) الى البوليمر (PVA) ليصبح المتراكب النانوي (PVA-SiC) (45Atoms) وبعدها تم اضافة جسيمات نانوية (SeO2) بمرحلتين (PVA-SeO2-SiC) (46Atoms) و (PVA-SeO2-SiC) (90Atoms) . تضمنت الخصائص الهندسية تحسين الأمثلية الهندسية (الاواصر والزوايا) . وشملت الخصائص الالكترونية (الجهد الايوني ، التقارب الالكتروني ، الصلادة الكيميائية ، الليونة الكيميائية ، الكهروسلبية ، الطاقة الكلية ، معدل طاقة الربط ، فجوة الطاقة ، الالفة الالكترونية وكثافة الحالات) ، وكذلك الخصائص الطيفية والتي تضمنت (الأشعة تحت الحمراء ، طيف رامان ، الأشعة فوق البنفسجية - المرئية و الرنين النووي المغناطيسي). اظهرت النتائج أن زيادة عدد ذرات المتراكبات النانوية له تأثير مباشر على جميع خصائص الهيكل المدروس. ان اضافة الجسيمات النانوية وزيادة عدد ذراتها تباعاً ادى الى تحسين كبير في الخصائص المدروسة ومنها فجوة الطاقة التي تناقصت من (6.856eV) لبوليمر (PVA) الى (1.848eV) للمتراكب النانوي (PVA-SeO2-SiC) (90Atoms) . كما لوحظ تحسن كبير في الخصائص الالكترونية ، حيث اظهرت النتائج أن طاقة الترابط ، جهد التأين ، الكهروسلبية ، الالفة الالكترونية ، الليونة الكيميائية ، والاستقطاب للمتراكب (PVA-SeO2-SiC) قد ازدادت ، بينما الصلادة الكيميائية تتناقص . لقد تم أيجاد أشكال مختلفة للجهد الكهروستاتيكي وكثافة الحالات في كل تركيب. بشكل عام، إن النتائج التي تم التوصل اليها في هذه الدراسة تشير الى بناء تراكيب جديدة لها خواص الكترونية جديدة مختلفة.

The effect of increasing the number of atoms on the geometrical, electronic and spectral properties of the nanocomposites (PVA-SeO2-SiC) (Polyvinyl alcohol - selenium dioxide - silicon carbide) was studied using Gaussian 0.9 with the help of Gaussian View 0.5. All calculations were carried out using the Density Functional Theory (DFT), and the exchange - correlation interaction is described by the Becks 3-parameter Lee - Yang - Parr (B3LYP) hybrid functional with in the General Gradient Approximation (GGA) with (LanL2DZ) basis sets. The geometrical, electronic and spectral properties of the polymer (polyvinyl alcohol) (PVA) (43Atoms) were studied, and then the effect of adding silicon carbide (SiC) nanoparticles to the polymer (PVA) was studied to become the(PVA-SiC) (45Atoms) nanocomposite and then adding of (SeO2) nanoparticles in two-stage (PVA-SeO2-SiC) (46Atoms) and (PVA-SeO2-SiC) (90Atoms). The geometrical properties included improving geometric optimization (bonds and angles). The electronic properties included (Ionization potential, Electron affinity, Chemical hardness, Chemical softness, Electronegativity, Total energy, cohesive energy, energy gap, Electrophilicity and density of states) as well as spectral properties, which included (IR, Raman, UV-Visible, and NMR). The results showed that increasing the number of atoms of the nanocomposites had a direct effect on all the properties of the studied structure. The addition of nanoparticles and increasing the number of their atoms successively led to a significant improvement in the studied properties, including the energy gap, which decreased from (6.856eV) for the (PVA) polymer to (1.848eV) for the(PVA-SeO2-SiC) (90Atoms) nanocomposite. A significant improvement was also observed in the electronic properties, as the results showed the binding energy, ionization potential, electronegativity, electronic affinity, chemical softness, and polarization of the composite (PVA-SeO2-SiC) increased, while the chemical hardness decreased. It found that there are different shapes of electrostatic potential and density of states in each structure. In general, the results of this study refer to the construction of new structures that have different new electronic properties.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب