Geri Dön

A Study of adsorption of single atoms on carbon nanotubes

Karbon nanotüplerde tek atom soğurulmasının incelenmesi

  1. Tez No: 139306
  2. Yazar: ENGİN DURGUN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SALİM ÇIRACI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: ab initio, temel prensipler, karbon nanotüp, durum yoğunluğu teorisi, soğurulma, bağlanma, metaller, kaplama. iv, ab initio, first principles, carbon nanotube, density functional theory, adsorption, binding, metal, coating. iii
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 72

Özet

ÖZET KARBON NANOTÜPLERDE TEK ATOM SOGURULMASININ İNCELENMESİ Engin Durgun Fizik, Yüksek Lisans Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Salim Çıracı Eylül, 2003 Bu çalışmada çok sayıda yabancı atom için temel prensiplerden başlayarak ve durum yoğunluğu teorisi kullanılarak, tek atomun yarı iletken ve metalik tek duvarlı karbon nanotüp (TDNT) üzerinde soğurulması incelenmiştir. Alkali ve basit metallerden, geçiş metalleri ve Grup IV elementlerine kadar bir çok atomu içeren bir alanda kararlı soğurulma geometrileri ve bağlanma enerjileri analiz edilmiştir. Bağlanma karakterinin ve buna bağlı fiziksel özelliklerin soğurulan atomun türüne ve elektron yapısına bağlı olduğu anlaşılmıştır. TDNT'nin özelliklerinin soğurulan atomla birlikte fraklı özellikler gösterdiği gözlenmiştir. İyi iletkenlik özelliği gösteren Zn, Cu, Ag ve Au gibi metaller zayıf bağ yaparken; Ti, Sc, Nb ve Ta gibi geçiş metalleri ile C ve Si gibi Grup IV elementlerinin oldukça kuvvetli bağlar oluşturduğu anlaşılmıştır. Soğurulan C atomunun iki TDNT arasında kuvvetti ve yönlü bağ oluşturarak bu iki tüpün birleşmesini sağladığı görülmüştür. Ni, Pd ve Pt dışındaki geçiş metallerinin manyetik ta ban düzeyine sahip olduğu ve bu düzeylerin manyetik momentlerinin oldukça yüksek değerde olduğu tesbit edilmiştir. Elde ettiğimiz sonuçlar nanotüplerin değişik atomlarla kaplanarak ilginç özellikler kazanabileceğini ve bu özellikler sayesinde bir boyutlu nano-mıknatıslar, nano-iletkenler ve quantum teller gibi uygulamalarda kullanılabileceğini öngörmektedir.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT A STUDY OF ADSORPTION OF SINGLE ATOMS ON CARBON NANOTUBES Engin Durgun M.S. in Physics Supervisor: Prof. Dr. Salim Çıracı September, 2003 The adsorption of individual atoms on the semiconducting and metallic single- wall carbon nanotubes (S WNT) have been investigated by using first-principles pseudopotential plane wave method within Density Functional Theory. The sta ble adsorption geometry and binding energy have been determined for a large number of foreign atoms ranging from alkali and simple metals to the transition metals and group IV elements. We have found that the character of the bond ing and associated physical properties strongly depend on the type of adsorbed atoms, in particular on their valence electron structure. Our results indicate that the properties of SWNTs can be modified by the adsorbed foreign atoms. While the atoms of good conducting metals, such as Zn, Cu, Ag and Au, form very weak bonds, transition metal atoms, such as Ti, Sc, Nb and Ta, and group IV elements C and Si are adsorbed with relatively high binding energy. Owing to the curvature effect, these binding energies are larger than the binding energies of the same atoms on the graphite surface. We have showed that the adatom carbon can form strong and directional bonds between two SWNTs so that the tubes are connected. These connects can be used to produce nanotube networks or grids. Most of the adsorbed transition metal atoms excluding Ni, Pd and Pt have a magnetic ground state with a significant magnetic moment. Our results suggest that carbon nanotubes can be functionalized in different ways by their coverage with different atoms, showing interesting applications such as one-dimensional nanomagnets or nanoconductors and conducting connects etc.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    170811

    Functionalization of carbon nanotubes

    Karbon nanotüplerinin fonksiyonelleştirilmesi

    SEFA DAĞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. SALİM ÇIRACI

  2. Tez No

    199695

    Spintronic properties of carbon and silicon based nanostructures

    Karbon ve silikon tabanlı nanomalzemelerin spintronik özellikleri

    ENGİN DURGUN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. SALİM ÇIRACI

  3. Tez No

    354578

    Hydrogen adsorption on functionalized single wall carbon nanotubes: A DFT study

    Fonksiyonlaştırılmış tek duvarlı karbon nanotüplerde hidrojen adsorpsiyonu: DFT çalışması

    SÜHA ERHAN ÜNAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN KARATEPE-YAVUZ

    YRD. DOÇ. DR. ADEM TEKİN

  4. Tez No

    333056

    Metal katkılı karbon nanotüplerde hidrojen adsorpsiyonu

    Hydrogen adsorption on metal decorated carbon nanotube

    AYNUR ŞENYER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ

    YRD. DOÇ. DR. ADEM TEKİN

  5. Tez No

    352367

    Mechanics of nanomaterials consisted of random networks

    Rastgele ağ yapılı nano malzemelerin mekaniği

    MESUT KIRCA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUGAN

    YRD. DOÇ. DR. ALBERT C. TO

Geri Dön