اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات41
تعداد شماره‌ها1,105
تعداد مقالات9,457
تعداد مشاهده مقاله17,062,323
تعداد دریافت فایل اصل مقاله11,959,168
قاضی, سید محمد, بهزادی, فهیمه. (1402). بررسی نظری همبستگی بین طیف شدت فروسرخ و ساختار هندسی نانو خوشه های سدیم در چارچوب نظریه تابعی چگالی. فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی, 5(2), 91-98. doi: 10.30473/jphys.2023.69050.1164
سید محمد قاضی; فهیمه بهزادی. "بررسی نظری همبستگی بین طیف شدت فروسرخ و ساختار هندسی نانو خوشه های سدیم در چارچوب نظریه تابعی چگالی". فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی, 5, 2, 1402, 91-98. doi: 10.30473/jphys.2023.69050.1164
قاضی, سید محمد, بهزادی, فهیمه. (1402). 'بررسی نظری همبستگی بین طیف شدت فروسرخ و ساختار هندسی نانو خوشه های سدیم در چارچوب نظریه تابعی چگالی', فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی, 5(2), pp. 91-98. doi: 10.30473/jphys.2023.69050.1164
قاضی, سید محمد, بهزادی, فهیمه. بررسی نظری همبستگی بین طیف شدت فروسرخ و ساختار هندسی نانو خوشه های سدیم در چارچوب نظریه تابعی چگالی. فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی, 1402; 5(2): 91-98. doi: 10.30473/jphys.2023.69050.1164

بررسی نظری همبستگی بین طیف شدت فروسرخ و ساختار هندسی نانو خوشه های سدیم در چارچوب نظریه تابعی چگالی

فصلنامه علمی اپتوالکترونیک
مقاله 11، دوره 5، شماره 2 - شماره پیاپی 13، مرداد 1402، صفحه 91-98    اصل مقاله (1.51 M)
نوع مقاله: پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2023.69050.1164
نویسندگان
سید محمد قاضی* 1؛ فهیمه بهزادی2
1استاد یار فیزیک دانشگاه فسا (عضو هیات علمی)
2گروه فیزیک ، دانشگاه فسا، فسا، ایران
چکیده
در این مقاله یک مطالعه نظری با استفاده از محاسبات کوانتومی در چارچوب نظریه تابعی چگالی بر روی پایداری نسبی ساختارها و خواص الکترونی و فرکانس های ارتعاشی نانوخوشه های سدیم Nan (n=10-48) انجام شده است. با محاسبه پارامتر هم آرایی مشخص گردید که کوچکترین و اولین واحد منظم موضعی که در این نانو خوشه ها ایجاد و تکرار می شود بیست وجهی بوده که با زیاد شدن تعداد اتمها تعداد این بیست وجهی ها نیز افزایش می یابد. پارامترهای وردش دوم انرژی و فاصله بین آخرین تراز اشغال شده و اولین تراز اشغال نشده نشان می دهد که نانو خوشه های پایدارتر تعداد الکترون زوج دارند و همچنین شکل کروی تری نسبت به بقیه نانو خوشه ها دارند. دو قله تیز و مشخص در نمودار وردش دوم انرژی به ترتیب مربوط بهNa_20 وNa_40 می باشند که نشاندهنده پایداری بیشتر این دو نانوخوشه نسبت به بقیه و همچنین تطابق با اعداد جادویی دارد. از لحاظ شکل هندسی با استفاده از پارامتر تغییر شکل، نانو خوشه ها به 4 دسته تقسیم و همبستگی و ارتباط آنها با طیف شدت فرو سرخ بررسی گردید.
کلیدواژه‌ها
نظریه تابعی چگالی؛ نانو خوشه؛ سدیم؛ عدد هم آرایی؛ طیف فرو سرخ
عنوان مقاله [English]
Theoretical study of the correlation between the infrared intensity spectrum and the geometric structure of sodium nanoclusters in the framework of density functional theory
نویسندگان [English]
Seyed Mohammad Ghazi1؛ Fahimeh Behzadi2
11- Assistance Prof., Faculty of Physics, Fasa University, Fasa, Iran
2Assistance Prof., Faculty of Physics, Fasa University, Fasa, Iran
چکیده [English]
In this article, a theoretical study has been done using quantum calculations in the framework of density functional theory on the stability of structures, electronic properties and vibrational frequencies of sodium nanoclusters Na_n (n=10-48). By calculating the coordination number, it was determined that the first motif that is created and repeated in these nanoclusters is an icosahedron, and as the number of atoms increases, the number of these icosahedra is also increased. The second difference of energy and the gap between the last occupied level and the first unoccupied level show that the more stable nanoclusters have an even number of electrons and also have a more spherical shape than the rest of them. The two sharp peaks in the second difference of energy diagram are related to Na_20 and Na_40 respectively, which indicate the greater stability of these two nanoclusters compared to the others and also match the magic numbers.
In terms of geometrical shape, the nanoclusters were divided into 4 categories using the shape deformation parameter, and their correlation and relationship with the infrared intensity spectrum was investigated
کلیدواژه‌ها [English]
Density functional theory, nanocluster, Sodium, Coordination number, Infrared spectrum
مراجع
  • Watanabe Y. Atomically precise cluster catalysis towards quantum controlled catalysts. Science and technology of advanced materials. 2014.
  • Tyo E. C., and Vajda. SCatalysis by clusters with precise numbers of atoms. Nature nanotechnology, 10(7), 2015. 577-588.
  • Chen B. L., Sun W. G., Kuang X. Y., Lu C., Xia X. X., Shi H. X., and Maroulis, G. Structural stability and evolution of medium-sized tantalum-doped boron clusters: a half-sandwich-structured tab12–cluster. Inorganic Chemistry, 57(1), 2017. 343-350.
  • Xia X. X., Hermann A., Kuang X. Y., Jin Y. Y., Lu C., and Xing X. D. Study of the structural and electronic properties of neutral and charged niobium-doped silicon clusters: niobium encapsulated in silicon cages. The Journal of Physical Chemistry C, 120(1), 2016. 677-684.
  • Wang S., Li Q., Kang, X., & Zhu, M. Customizing the structure, composition, and properties of alloy nanoclusters by metal exchange. Accounts of chemical research, 51(11), 2018. 2784-2792.
  • Jin S., Chen B., Kuang X., Lu C., Sun W., Xia X., and Gutsev, G. L. Structural and electronic properties of medium-sized aluminum-doped boron clusters AlB n and their anions. The Journal of Physical Chemistry C, 123(10), 2019. 6276-6283.
  • Tian Y., Wei D., Jin Y., Barroso J., Lu C., and Merino, G. Exhaustive exploration of MgB n (n= 10–20) clusters and their anions. Physical Chemistry Chemical Physics, 21(13), 2019. 6935-6941.
  • Kostko O., Huber B., Moseler M., and von Issendorff B. Structure determination of medium-sized sodium clusters. Physical review letters, 98(4), 2007. 043401.
  • Ghazi, S. M., Lee, M. S., & Kanhere, D. G. The effects of electronic structure and charged state on thermodynamic properties: An ab initio molecular dynamics investigations on neutral and charged clusters of Na39, Na40, and Na41. The Journal of chemical physics, 128(10). 2008.
  • Au, H., Alptekin, H., Jensen, A. C., Olsson, E., O’Keefe, C. A., Smith, T., ... & Titirici, M. M. A revised mechanistic model for sodium insertion in hard carbons. Energy & environmental science, 13(10), 2020. 3469-3479.
  • Putungan, D. B., Su, S., Gao, L., Goyal, A., Lin, S. H., & Garg, A. Prediction of sodium binding energy on 2D VS 2 via machine learning: a robust accompanying method to ab initio random structure searching. Physical Chemistry Chemical Physics, 25(21), 2023. 15008-15014.
  • Brack, M. The physics of simple metal clusters: self-consistent jellium model and semiclassical approaches. Reviews of modern physics, 65(3), 1993. 677.
  • De Heer, W. A. The physics of simple metal clusters: experimental aspects and simple models. Reviews of Modern Physics, 65(3), 1993. 611.
  • Knight, W. D., Clemenger, K., De Heer, W. A., Saunders, W. A., Chou, M.Y., & Cohen, M. L. Electronic shell structure and abundances of sodium clusters. Physical review letters, 52(24), 1984. 2141.
  • Baletto, F., & Ferrando, R. Structural properties of nanoclusters: Energetic, thermodynamic, and kinetic effects. Reviews of modern physics, 77(1), 2005. 371.
  • Smith, B. C. Infrared spectral interpretation: a systematic approach. CRC press. 2018.
  • Abuelela, A. M., Mohamed, T. A., & Prezhdo, O. V. DFT simulation and vibrational analysis of the IR and Raman spectra of a CdSe quantum dot capped by methylamine and trimethylphosphine oxide ligands. The Journal of Physical Chemistry C, 116(27), 2012. 14674-14681.
  • Hock, C., Schmidt, M., & Issendorff, B. V. Low-temperature caloric behavior of a free sodium nanoparticle. Physical Review B, 84(11), 2011. 113401.
  • Sauceda, H. E., Pelayo, J. J., Salazar, F., Pérez, L. A., & Garzón, I. L. Vibrational spectrum, caloric curve, low-temperature heat capacity, and debye temperature of sodium clusters: the na139+ case. The Journal of Physical Chemistry C, 117(21), 2013. 11393-11398.
  • Zamith, S., Chirot, F., & L'Hermite, J. M. A two-state model analysis of the melting of sodium clusters: Insights in the enthalpy-entropy compensation. Europhysics Letters, 92(1), 2010. 13004.
  • Trivedi, R., & Bandyopadhyay, D. Evolution of electronic and vibrational properties of M@ Xn (M= Ag, Au, X= Ge, Si, n= 10, 12, 14) clusters: a density functional modeling. Journal of materials science, 53(11), 2018. 8263-8273.
[22]            Perdew J. P., Burke K., and Ernzerhof M. Generalized gradient approximation made simple, Physical review letters, 77, 1996. 3865.[23]            Neugebauer J., Reiher M., Kind C., and Hess B. A. Quantum chemical calculation of vibrational spectra of large molecules—Raman and IR spectra for Buckminsterfullerene. Journal of computational chemistry, 23(9), 2002. 895-910.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 176
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 94


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب