تعداد صفحات ۱۱۳ صفحه

قیمت ۲۰۰۰۰ تومان

برای دانلود بر روی لینک کلیک کنید

چکیده:

در این مطالعه، مکانیزم جذب C60 بر روی سطح طلا (۱۱۱ )با استفاده از نظریه تابعیت چگالی بر اساس تقریب‌های چگالی موضعی (LDA) و گرادیان تعمیم یافته (GGA) مورد مطالعه قرار گرفت. محاسبات نشان می‌دهد که انرژی پیوندی با استفاده از روش LDA در سیستم ایزوله برابر با ۸۹/۱- الکترون ولت است که در توافق خوبی با نتیجه تجربی(۹/۱- الکترون ولت) می‌باشد. شبیه سازی دینامیک مولکولی کوانتومی (ab initio MD)، با گام زمانیfs 1، در دمای ۳۰۰ کلوین و همچنین در محدوده دمایی ۳۰۰ -۵۰۰ نیز انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که مولکول C60 در حین حرکت بر روی سطح طلا، می‌چرخد که مکانیسم حرکت نانو ماشین را بر روی سطوح فلزی تعیین می‌کند. علاوه بر این، جذب شاسی بر روی سطح طلا (۱۱۱) با استفاده از روش (LDA) مورد بررسی قرار گرفت. این نتایج نشان می‌دهد که شاسی با انرژی پیوندی حدود ۲۷/۳- الکترون ولت و فاصله پیوندی در حدود۴۲/۲ انگستروم بر روی سطح طلا(۱۱۱) جذب می‌شود.

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                     صفحه

چکیده………………………………………………………………………………………………………………………. ۱

فصل اول: کلیات تحقیق

۱-۱ مقدمه:………………………………………………………………………………………………………………… ۳

۱-۲ بیان مسئله:…………………………………………………………………………………………………………… ۴

۱-۲-۱- نانوبیوتکنولوژی……………………………………………………………………………………………….. ۴

۱- ۲-۲- نانوماشین­ها:…………………………………………………………………………………………………… ۵

۱-۲-۲-۱- توسعه نانوماشینها………………………………………………………………………………………….. ۸

۱-۲-۲-۲- ماشینهای طراحی شده در فاز کریستالی جامد………………………………………………………. ۸

۱-۲-۲-۳- ماشینهای نصب شده و طراحی شده بر روی یک سطح………………………………………….. ۹

۱-۲-۲-۴- حرکت ماشینها و طراحی آنها بر روی سطح………………………………………………………… ۹

۱-۲-۲-۵- توسعه ملکولهای غلتان بر روی سطح………………………………………………………………… ۱۱

۱-۳- اولین تولید نانو ابزارها: نانوواگنها…………………………………………………………………………….. ۱۳

۱-۳-۱- ساختار تریمر و نانوواگن…………………………………………………………………………………… ۱۶

۱-۳-۲- ساختار مولکولی نانوواگن ۱ و ۴٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫ ۱۶

۱-۴- اولین نانوابزار موفقیت آمیز ؛ نانوماشین……………………………………………………………………… ۱۷

۱-۵- ساختار فولرن……………………………………………………………………………………………………… ۱۹

۱-۵-۱- کاربرد وخواص و ویژگی فولرن………………………………………………………………………….. ۲۰

۱-۵-۲ چرخ فولرن بر روی سطح……………………………………………………………………………………. ۲۱

۱-۶- پیشرفت بعدی نانوماشینها ؛ موتوری کردن…………………………………………………………………. ۲۱

۱-۷- هیبرید موتور C60 و معرفی چرخ p -کربوران……………………………………………………………. ۲۲

۱-۷-۱- تولید اولین نانوماشین p- کربورانی موتوری شده……………………………………………………… ۲۳

۱-۸- نمونه‌هایی از ماشینهای مولکولی مصنوعی………………………………………………………………….. ۲۶

۱-۹- نانو ماشینهای عملگرای چرخ دار C60 و سایر ملکولهای چرخان بر روی سطح………………….. ۲۷

۱-۱۰- سنتز نانو ذرات طلا……………………………………………………………………………………………. ۲۷

۱-۱۰-۱- خصوصیات قابل توجه…………………………………………………………………………………….. ۳۰

۱-۱۱- کاربردها:…………………………………………………………………………………………………………. ۳۱

۱-۱۱-۱- نانو و کشاورزی…………………………………………………………………………………………….. ۳۱

۱-۱۱-۲- مثال هایی از نانو ماشین‌ها در طبیعت…………………………………………………………………… ۳۲

۱- ۱۲- روشهای ساخت مواد نانو……………………………………………………………………………………. ۳۲

۱-۱۳- ساخت نانوماشین‌ها با استفاده از نانولوله‌های کربنی…………………………………………………….. ۳۲

۱-۱۴- چشم انداز آینده…………………………………………………………………………………………………. ۳۳

۱-۱۵- اهداف تحقیق:…………………………………………………………………………………………………… ۳۳

۱-۱۶- فرضیه ها:………………………………………………………………………………………………………… ۳۳

۱-۱۶-۱- سوالات اصلی:………………………………………………………………………………………………. ۳۳

۱-۱۶-۲- سوالات فرعی:………………………………………………………………………………………………. ۳۴

فصل دوم: ادبیات پیشینه تحقیق

۲-۱ پیشینه تحقیق:……………………………………………………………………………………………………….. ۳۶

۲-۱-۱- نانو ماشین ها………………………………………………………………………………………………….. ۳۶

۲-۱-۲- نانوماشین مسابقه و ماشین‌های مولکولی آینده………………………………………………………….. ۴۱

فصل سوم: روش تحقیق

۳-۱- بررسی روش‌های محاسباتی…………………………………………………………………………………… ۴۶

۳-۱-۱- روش نیمه تجربی…………………………………………………………………………………………….. ۴۶

۳-۱-۲- روش‌های کوانتومی آغازین………………………………………………………………………………… ۴۷

۳-۱-۳- تئوری اوربیتال مولکولی اغازین…………………………………………………………………………… ۴۷

۳-۱-۴- نظریه تابعیت چگالی در سیستم‌های تناوبی…………………………………………………………….. ۴۹

۳-۲- معادلات اساسی………………………………………………………………………………………………….. ۵۰

۳-۲-۱- تقریب بورن – اوپنهایمر……………………………………………………………………………………. ۵۰

۳-۳- تاریخچه نظریه تابعیت چگالی و قضایای هوهنبرگ – کوهن………………………………………….. ۵۲

۳-۳-۱- معادلات کوهن – شام………………………………………………………………………………………. ۵۲

۳-۳-۲- حل معادلات کوهن – شام…………………………………………………………………………………. ۵۳

۳-۳-۳- حفره‌ی تعویض – همبستگی………………………………………………………………………………. ۵۴

۳-۴ تقریب چگالی‌ موضعی (LDA)………………………………………………………………………………. 54

۳-۵- تقریب گرادیان تعمیم‌یافته (GGA)………………………………………………………………………… 55

۳-۶- چگالی حالت‌ها…………………………………………………………………………………………………… ۵۶

۳-۷- سطح انرژی فرمی………………………………………………………………………………………………… ۵۷

۳-۸- شبه پتانسیل‌ها…………………………………………………………………………………………………….. ۵۷

۳-۹- مجموعه پایه………………………………………………………………………………………………………. ۵۸

۳-۱۰-نظریه و روش محاسباتی مورد استفاده……………………………………………………………………… ۶۰

۳-۱۰-۱ نظریه تابعی چگالی به عنوان یک روش حل مسائل بس ذره‌ای کوانتومی………………………… ۶۰

۳-۱۱ معرفی نرم افزارسیستا…………………………………………………………………………………………… ۶۱

۳-۱۲ جزئیات روش محاسبات……………………………………………………………………………………….. ۶۵

۳-۱۲-۱ روش کار………………………………………………………………………………………………………. ۶۵

۳-۱۳ مدل سازی…………………………………………………………………………………………………………. ۶۵

۳-۱۳-۱ معرفی محل‌های انتخابی از سطح طلا و فولرن ۶۰C…………………………………………………. 66

۳-۱۳-۲- مدلسازی مربوط به فولرن ۶۰C وساختار طلا………………………………………………………… ۶۷

۳-۱۳-۳- تعریف عناوین انتخاب شده برای موقعیت­های مختلف مدل­سازی……………………………….. ۶۸

۳-۱۴- مدل سازی ابر مولکول نانوکار یا شاسی…………………………………………………………………… ۶۹

۳-۱۴-۱ مدلسازی مربوط به شاسی وساختار طلا…………………………………………………………………. ۷۰

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها

۴-۱- بهینه‌سازی فولرن ۶۰C…………………………………………………………………………………………… 75

۴-۲- بهینه‌سازی ساختار طلا Au(111)………………………………………………………………………….. 78

۴-۳- برهمکنش فولرن ۶۰C و ساختار طلا( بهینه سازی توسط پارامتر(GGA) )………………………… 82

۴-۳-۱- آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (GGA) ………………………… 86

۴-۳-۲- آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (GGA) ………………………… 86

۴-۳-۳- آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (GGA) ………………………… 87

۴-۴- برهمکنش فولرن ۶۰C و نانوساختار طلا ( بهینه سازی توسط پارامتر(GGA-vdW) )…………. 88

۴-۴-۱- آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (GGA) ………………………… 92

۴-۴-۲: آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (GGA) …………………………. 92

۴-۴-۳: آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (GGA) …………………………. 93

۴-۵- برهمکنش فولرن ۶۰C و نانوساختار طلا ( بهینه سازی توسط تقریب گرادیان موضعی…………… ۹۳

۴-۵-۱- آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (LDA) …………………………. 96

۴-۵-۲- آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (LDA) …………………………. 97

۴-۵-۳- آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (LDA) …………………………. 97

۴-۶- برهمکنش فولرن۶۰C و سطوح طلا در ابرمولکول(Au-111+C60–hcp-LDA-DZP)…. 99

۴-۶-۱- آنالیز انتقال بار مولیکن کمپلکس (فولرن ۶۰C – طلابر حسب (LDA) …………………………. 101

۴-۶-۲ برهمکنش فولرن۶۰C و سطوح طلا در ابرمولکول(Au-111+C60–hcp-LDA-DZP).. 102

۴-۷- نتایج حاصل از بهینه سازی ساختاری ابر مولکول شاسی………………………………………………… ۱۰۴

۴-۸- برهمکنش مولکول شاسی و نانوساختار طلا(۱۱۱)۳×۸×۱۰ ……………………………………………. ۱۰۵

فصل پنجم: بحث، نتیجه‌گیری و پیشنهادها

۵-۱- نتیجه‌گیری نهایی…………………………………………………………………………………………………. ۱۱۰

۵-۲- پشنهادها……………………………………………………………………………………………………………. ۱۱۲

منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………………………………… ۱۱۳