2-3- تئوری ساختار الكترونی………………………………………………………………………21
2-3-1- روش‌های نیمه تجربی……………………………………………………………………21
2-3-2- روش‌های آغازین (Ab initio)…………………………………………………………21
2-3-3- روشهایی بر پایه نظریه تابعیت چگالی(DFT)………………………………………..21
2-4- مجموعه پایه………………………………………………………………………………….21
2-5- تئوری تابعیت چگالی(DFT)………………………………………………………………….22
2-5-1- قضیه هوهنبرگ – کوهن…………………………………………………………………23
2-5-2- نظریه کوهن – شم………………………………………………………………………..25
2-5-2- تابعیت­های تبادل – همبستگی…………………………………………………………..26
2-6- تقریب های مورد استفاده در محاسباتDFT…………………………………………..
2-6-1- تقریب دانسیته محلی(LDA)……………………………………………………………27
2-6-2- تقریب شیب تعمیم یافته (GGA)……………………………………………………….29
2-6-3- روش پیوستگی آدیاباتیک (ACM)………………………………………………………..30
2-7- پتانسیل مؤثر هسته (ECP)…………………………………………………………………32
فصل سوم اشکال و جداول
3-1- اهمیت نانو لوله های کربنی (CNT)………………………………………………………..35
3-2- برنامه های محاسباتی مورد استفاده…………………………………………………….35
3-3- جزئیات محاسباتی……………………………………………………………………………36
3-4- شکل ساختارهای بهینه شده کمپلکس ها………………………………………………36
3-5- جداول…………………………………………………………………………………………45
فصل چهارم نتایج و بحث
4-1- بررسی نتایج بدست آمده برای کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]……………………………..60
4-1-1- بررسی طول پیوندی و انرژی برهمکنش کمپلکس[CNT-Ln(H2O)n] ………………..60
4-1-2- بررسی هدایت الکتریکی کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]………………………………….62
4-1-3- بررسی نتایج بدست آمده از آنالیز QTAIM در کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]………….66
4-1-4- بررسی نتایج بدست آمده از آنالیز NBO در کمپلکس [CNT-Ln(H2O)n]………………68
4-2- بررسی نتایج کمپلکس [CNT-Ln(H2)n]……………………………………………………..70
4-2-1- بررسی طول پیوندی و انرژی برهمکنش برای کمپلکس  [CNT-Ln(H2)n]…………….70
4-2-2- بررسی هدایت الکتریکی کمپلکس  [ CNT-Ln(H2)n]…………………………………..72
4-2-3- نتایج بدست آمده از آنالیز QTAIM در کمپلکس [CNT-Ln(H2)n]………………………..75
4-2-4- نتایج آنالیز NBO در کمپلکس [CNT-Ln(H2)n]………………………………………………76
4-3- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در نانولوله های BC3, BC2N…………………………..

4-3-1- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در هدایت الکتریکی نانولوله BC3…………………..

4-3-2- بررسی ناخالصی اتم لانتانیدی در هدایت الکتریکی نانولوله BC2N……………….
4-4- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………..84
4-5- پیشنهادات………………………………………………………………………………………84
منابع…………………………………………………………………………………………………..85
چکیده:
در این پایان نامه، به بررسی نظری اثر حضور ناخالصیهای لانتانیدی بر روی ساختار الکترونی نانولوله­های کربنی(CNT)  و نانولوله­های BC3،BC2N  پرداخته شده است. همچنین اثر کاتیونهای لانتانیدی (La3+,Eu3+,Lu3+) دکره شده در فرآیند جذب H2O و  H2در کمپلکس­های [CNT-Ln(H2O)n] و
[CNT-Ln(H2)n] بررسی گردیده است. محاسبات شیمی کوانتومی در سطح نظریه تابعیت چگالی، برای این کمپلکس­ها با استفاده از روش محاسباتی B3LYP و از مجموعه پایه ECP/7s 6p 5d برای اتمهای لانتانیدی و هم چنین از مجموعه پایه 6-31G* برای سایر اتم­ها انجام شده است. انرژی برهمکنش، آنالیز اتم­ها در مولکولها(AIM)  و آنالیز اوربیتال­های طبیعی پیوندی (NBO) در کمپلکس­های [CNT-Ln(H2O)n] و [CNT-Ln(H2)n] مطالعه شده­اند. با جایگزین کردن کاتیون لانتانیوم در کمپلکسهای [BC3-La] و  [BC2N-La] نتایج محاسبات نشان داد که شکاف انرژی نسبت به نانولوله اولیه تغییر یافته و به ترتیب باعث کاهش و افزایش رسانایی در این کمپلکس­ها شده است.
فصل اول: نانولوله های کربنی
1-1- مقدمه

شیمی­فیزیک[1] دانشی از علم شیمی است که به بررسی ماهیت شیمیایی سیستم های شیمیایی، از نظر اصول و قوانین نظری فیزیکی می­پردازد. در واقع شیمی فیزیک رابطه میان دو علم شیمی و فیزیک را برقرار می­کند و به دانش فیزیک بسیار نزدیک است. رشته­هایی مانند نانو شیمی، شیمی سطح، شیمی کوانتوم، طیف سنجی مولکولی، 

این مطلب را هم بخوانید :

ترمودینامیک، شیمی هسته­ای همه بیانگر ارتباط شیمی فیزیک به دانش فیزیک است ]1[.

2-1- نانو چیست؟
قرن بیست و یکم قرن فناوری نانو، پدیده ای بزرگ است که در تمامی گرایش­های علمی راه یافته است. فناوری نانو از کلمه یونانی به معنی “کوتوله” سرچشمه گرفته است. نانو فقط یک مقیاس است، یک میلیاردم یک متر و یا حدود یک صد هزارم ضخامت تار موی انسان است.
در بعد نانو خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اتم ها، مولکول ها با خصوصیات توده ماده فرق دارد و همین مشخصات باعث پیدایش دستاوردهای جدیدی در علوم پزشکی و مهندسی شده است ]2[.
3-1- تاریخچه فناوری نانو
ایده فناوری نانو برای اولین بار در سال 1959 توسط فیزیکدان معروف ریچارد فاینمن[1] که در بحث خود با عنوان “فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد” مطرح شده است. او در بحث خود، امکان سنتز از طریق دستکاری مستقیم اتم ها و مولکول ها، در آینده را ارائه داد. اصطلاح فناوری نانو اولین بار توسط نوریو تایونگوچی2 در سال 1974 جهت دستیابی به اندازه­هایی در حدود یک نانومتر مورد استفاده قرار گرفت. چشم انداز های فاینمن انقلابی در راه اندازی مسابقه جهانی فناوری نانو بود.
در سال 1981 اریک درکسلر3 اولین مقاله خود را در مورد نانو تکنولوژی مولکولی ارائه داد ]3و4[.