مطالعه نظري جذب متان بر روي نانولوله كربني تك ديواره (۰و۸) آرايش يافته با ديمر نقره - پالاديوم

Theoretical Study of Methane Adsorption on Ag-Pd Dimer Decorated (8,0) Single Wall Carbon Nanotube

در مقاله حاضر جذب مولكول متان بر روي نانولوله كربني (۰و۸) آرايش يافته با ديمر Ag-Pd ، با استفاده از نظريه تابعي چگالي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج محاسبات نشان داد كه جذب مولكول متان بر روي ساختار از نوع فيزيكي و گرماده با انرژي جذب ۳۴۰meV است. مقدار انرژي جذب حاكي از افزايش قابل توجه انرژي جذب مولكول متان بر روي نانولوله آرايش يافته در مقايسه با نانولوله خالص(۸۰meV) مي‌باشد. همچنين ميزان بار انتقالي بين مولكول متان و نانولوله كربني برابر با ۰/۰۵eو از متان به سمت نانولوله محاسبه شد. هيچ تغيير محسوسي در ساختار نواري و چگالي حالات پس از جذب متان ايجاد نشد. ساختار پيشنهادي در حالت بدون گاز يك نيمه هادي مغناطيسي دوقطبي با گاف وارونگي اسپين بسيار كوچك برابر با ۱۵۰meVاست از سوي ديگر انرژي جذب متان بر روي ساختار مقدار قابل توجه و حدود دو برابر گاف انرژي مي‌باشد. همين امر امكان تزريق حامل به نانولوله در اثر گرماي واكنش و به دنبال آن تغيير هدايت را فراهم مي‌آورد. بنابراين ساختار پيشنهادي پتانسيل به‌كارگيري به عنوان حسگر بر مبناي دماي واكنش و تغيير رسانايي را دارا مي‌باشد.

In the present paper, the adsorption of methane molecule on the (8,0) single wall carbon nanotube decorated with Ag-Pd dimer (Ag-Pd/CNT80) is investigated using density functional theory. The results show that methane adsorption on the nanotube is an exothermic and physical process accompanied with the energy of 340 meV. The amount of adsorption energy indicates a significant increase in the adsorption energy of methane molecule on the decorated nanotube compared to pure one (80 meV). The charge transfer is from methane to Ag-Pd/CNT80 and equal to 0.05e. There were no significant changes in the band structure and density of the states after methane adsorption. The proposed structure before methane adsorption is a bipolar magnetic semiconductor with a small gap. On the other hand, methane adsorption energy is about twice the energy gap. This allows the carrier to be injected into the nanotube due to the heat of the reaction, followed by a change in conductivity. Therefore, the proposed structure has the potential to be used as a sensor based on reaction temperature and conductivity change.