بررسی جذب گاز فسفین به نانولوله‌های BC3 و SiC با استفاده از نظریة تابعی چگالی

Abstract

فسفین PH3 گاز سمی و خطرناکی است که در اثر واکنش آلومینیوم فسفید یا قرص برنج در حضور آب، بخار آب یا اسید معده آزاد می‌‌شود. مسمومیت ناشی از فسفین بیشتر به قصد خودکشی است به‌طوری که دو سوم از مسمومین ناشی از آن جان خود را از دست می‌دهند. در این تحقیق با استفاده از روش نظریة تابعی چگالی، خواص ساختاری و الکترونیکی نانولوله‌های سیلیکون کاربید SiC و بور کاربید BC3 (10،0) به‌عنوان حسگر بیولوژیکی گاز فسفین مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا گاز فسفین در فاصلة تعادلی یعنی مجموع شعاع اتمی B/C/Si و P/H، از دو جهت هیدروژن و فسفر به سطح نانولوله و درون نانولوله اضافه شد. سپس ساختارها به‌طور کامل بهینه شدند و مطالعات الکترونیکی بر روی ساختار‌های بهینه شده انجام گرفت. نتایج به‌دست آمده نشان دهندة تغییرات زیادی در خواص الکترونیکی نانولولة BC3 بعد از جذب است. در نتیجه این نانولوله به‌طور بالقوه نه تنها قادر به جذب بلکه قادر به شناسایی گاز سمی و خطرناک فسفین است. در نهایت به‌منظور بررسی بیشتر برهم‌کنش‌های بین اتم‌ها مطالعات چگالی حالت‌های جزئی نیز انجام شد.

Keywords

• قرص برنج
• نظریه‌ی تابعی چگالی
• انرژی شکاف نواری
• فسفین
• نانولوله