tailieunhanh - Nghiên cứu mô phỏng động lực phân tử cấu trúc Nano xốp ZnO kênh rỗng dạng lục giác

Nghiên cứu dựa trên phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ kết hợp gần đúng liên kết chặt (Density Functional Theory based Tight Binding - DFTB) để dự đoán lý thuyết một họ đa hình rỗng mới của ZnO bằng cách tiếp cận từ trên xuống. Hình thù của các thành tố cơ bản cho phép thu được họ cấu trúc nano ZnO xốp mật độ thấp với kênh rỗng hình lục giác. | TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ĐỘNG LỰC PHÂN TỬ CẤU TRÚC NANO XỐP ZnO KÊNH RỖNG DẠNG LỤC GIÁC Nguyễn Thị Thảo1 TÓM TẮT Cùng với wurtzite (WZ) và zincblende, người ta đã tìm thấy một số lượng lớn oxit kẽm (ZnO) có các đa hình khác nhau với các đặc tính và ứng dụng khác nhau căn bản. Do đó, dự đoán và tổng hợp các nhóm đa hình mới của ZnO có ý nghĩa lớn và vẫn đang thu hút được sự quan tâm nghiên cứu đáng kể. Ở đây, chúng tôi thực hiện một nghiên cứu dựa trên phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ kết hợp gần đúng liên kết chặt (Density Functional Theory based Tight Binding - DFTB) để dự đoán lý thuyết một họ đa hình rỗng mới của ZnO bằng cách tiếp cận từ trên xuống. Hình thù của các thành tố cơ bản cho phép thu được họ cấu trúc nano ZnO xốp mật độ thấp với kênh rỗng hình lục giác. Tính toán của chúng tôi cũng chỉ ra rằng tất cả các cấu trúc rỗng được dự đoán/thiết kế đều là chất bán dẫn có vùng cấm rộng, thẳng giống như của cấu trúc khối ZnO. Cấu trúc vùng điện tử của cấu trúc nano xốp ZnO cũng được nghiên cứu chi tiết. Từ khóa: Nano xốp, lý thuyết phiếm hàm mật độ, chất bán dẫn. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, các vật liệu vô cơ mở khung (nano xốp) đã nhanh chóng trở thành một hướng nghiên cứu mạnh. Các vật liệu nano xốp đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng liên quan đến năng lượng và phát triển bền vững, ví dụ xúc tác, tách khí, lọc nước và pin nhiên liệu. Theo thực nghiệm, vấn đề chính của hướng nghiên cứu vật liệu khung mở là tìm ra các vật liệu sở hữu kênh và các tính năng mà làm cho chúng thành vật liệu nano xốp, chẳng hạn các hốc cơ sở/các lồng ở cấp độ nano. Về mặt lý thuyết, tìm kiếm các dạng thù hình rỗng mới không những cần thiết mà còn là thách thức. Cơ sở dữ liệu của Hiệp hội Zeolite quốc tế (IZA) cho thấy rằng, theo thời gian số lượng các loại cấu trúc khung nano xốp độc đáo đã tăng nhanh chóng, từ 27 loại trong năm 1970, lên 38 vào năm 1978, lên 64 trong năm 1988, lên 98 vào năm 1996 và đến 174 trong .