Investigation of molecular properties of heavy metal doped graphene and formation from pyrene using density functional theory
Ağır metal katkılı grafenı̇n moleküler özellı̇klerı̇nı̇n ve pı̇renden oluşumunun yoğunluk fonksı̇yonel teorı̇sı̇ ı̇le ı̇ncelenmesı̇
- Tez No: 857099
- Danışmanlar: PROF. DR. NECLA ÇAKMAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu çalışmada Coronene, moleküler ölçekte grafenin temsili bir yapısı olarak kabul edildi. Pb, U ve Pu katkılı grafen modellerinin elektronik ve yapısal özellikleri, yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) yaklaşımı kullanılarak araştırıldı. Çift kurşun (Pb) katkılı grafen modelleri, Cis modelinde iki Pb atomunun grafenin aynı tarafına yerleştirilmesi ve Trans modelinde iki Pb atomunun karşıt taraflara yerleştirilmesiyle incelenmiştir. Modeller, değerlendirilen hayali olmayan frekanslarla doğrulanan minimum enerji yapılarını elde etmek için optimize edildi. İncelenen modeller arasında bir karşılaştırma yapmak amacıyla Pb katkı maddesinin grafenin yapısal ve elektronik özellikleri üzerindeki etkilerini tanımak için moleküler ve atomik özellikler elde edildi. Küçükten büyüğe UG1, UG2 ve UG3 olarak tanımlanan farklı boyutlardaki yüzey katmanları ile U katkılı grafenin üç modeli ile incelendi ve stabilize yapılar elde edildi. Bu yapıların elektronik moleküler yörünge özellikleri buna göre değerlendirildi. Sonuçlar, elektronik özelliklerin boyuta bağlı olduğu stabilize yapıların gerçekten de elde edilebileceğini gösterdi. İletkenlik özelliğinin UG3 modelinde daha yüksek düzeyde olması beklenirken UG1 modelinde daha düşük düzeyde olması bekleniyordu. En yüksek dolu ve en düşük boş moleküler yörüngelerin (HOMO ve LUMO) enerji seviyeleri, gerçekten de elektronik iletkenlik özelliklerinde böyle bir başarının kanıtıdır. Sonuç olarak UG' nin model boyutu, belirli uygulamalar için elektronik özelliklerini belirleyebilir. Plütonyum (Pu) katkılı konik nano-karbon malzemelerin incelenmesi için Pu atomunun konik yapının tepesine katkıladığı 120, 180 ve 240 derecelik ayrım açılarıyla PuNC120, PuNC180 ve PuNC240 modelleri elde edildi. Sonuçlar, dört Pu-C bağına sahip PuNC120' nin, dikkat çekici elektronik ve iletkenlik özellikleri gösteren bu çalışmanın seçkin modeli olduğunu gösterdi. Model sistemler, daha sonraki uygulamalar için belirlenecek yapısal ve elektronik özelliklere göre tanındı. Bu çalışmanın ana kazanımları, modelin faydalı bilgilerinin diğer modellere göre geliştirilerek modellerin başarılı bir şekilde optimizasyonuydu. Araştırılan elektronik özelliklere dayanarak, bu tür model sistemler için daha ileri uygulamaların geliştirilmesi beklenebilir. Anahtar Kelimeler : Grafen; Coronene; Yoğunluk fonksiyonel teorisi; Kurşun; Uranyum; Plütonyum; Konik nano-karbonlar. Bilim Kodu : 20203
Özet (Çeviri)
In this study, coronene regarded as an exemplary structure of graphene at a molecular level. The electrical and structural characteristics of graphene models doped with Pb, U, and Pu were analyzed using Density Functional Theory (DFT). The study focused on the double lead doped forms of graphene, where two lead (Pb) atoms placed on the same side in the Cis model and on opposing sides in the Trans model. The optimized models achieve structures with minimized energy, which validated by the calculated non-imaginary frequencies. Molecular and atomic characteristics were analyzed to assess the impact of lead dopant on the structural and electronic properties of graphene in order to compare different models. This study get three models of Uranium-doped graphene, named (UG1), (UG2), and (UG3), based on the size of their surface layers, were analyzed, and the stable structures were determined. The electronic molecular orbital characteristics of these structures were assessed as appropriate. The results demonstrated that stabilized structures can be produced where the electrical characteristics vary based on size. The (UG3) model was anticipated to have a higher degree of conductivity compared to the (UG1) model, which had a lower level. The energy levels of the HOMO and LUMO were proof of the electronic conductivity qualities' success. Ultimately, the dimensions of the (UG) model can influence its electronic characteristics for particular uses. Plutonium (Pu)-doped conical Nano-carbon materials, (PuNC120), (PuNC180), and (PuNC240), were created with separation angles of 120, 180, and 240 degrees, respectively, with the Pu atom doped at the apex of the conical structure. The results showed that the (PuNC120) model with four Plutonium-Carbon bonds had exceptional electrical and conductivity characteristics in this study. The model systems were identified for additional applications based on their structural and electrical characteristics. This work's primary accomplishments included effectively optimizing the models by enhancing the relevant information compared to other models. Future applications for these model systems could be anticipated based on the analyzed electronic characteristics. Key Words : Graphene; Coronene; Density functional theory; Lead; Uranium, Plutonium; Conical Nano-carbons
Benzer Tezler
- Ftalosiyanin-kuantum dot konjugatların eldesi ve elektrokimyasal uygulamaları
Phthalocyanine and heteroatom‐doped carbon quantum dots conjugate: synthesis and electrochemical investigation
BAŞAK GİZEM KARAHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZÇEŞMECİ
- Polymethyl methacrylate yapının farklı iyonizan radyasyon tipleri karşısındaki davranışlarının partikül takviyesiyle değişiminin incelenmesi
Investigation of the change of the behavior of polymethyl methacrylate structure against different types of ionizing radiation with particle reinforcement
HİLAL MACUN ELMALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Amino modifiye polietilen tereftalat (PET) nanofiberlerin hazırlanması ve atık su arıtma performanslarının araştırılması
Preparation of amino modified polyethylene terephthalate (PET) nanofibers and investigation of their waste water filtration performance
YAŞAR CAN AYRA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
KimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
PROF. DR. BAHATTİN YALÇIN
- İyon seçici sol-jel film sentezi ve optik sensör olarak kullanmı
Ion selective sol-gel film synthesis and usage as optical sensor
MERVE UMUTLU
- Aromatik nitro bileşikleri ve bazı ağır metal iyonlarına karşı kemosensörlerin geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Development of chemosensors against aromatic nitro compounds and some heavy metal ions and investigation of their properties
AYŞEGÜL KÖSE
Doktora
Türkçe
2021
BiyomühendislikKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜMER