مطالعه نظری خواص ساختاری و الکترونی نانولوله های فسفرین آبی در حضور اتم لیتیوم

مقدمه: فسفرین آبی یک آلوتروپ تک لایه از فسفر است که پیش بینی شده مانند فسفرین سیاه پایدار باشد. سلول اولیه آن به شکل هگزاگونال است و برخلاف فسفرین سیاه ساختار آن همسانگرد است[1] .روش: محاسبات توسط نظریه تابعی چگالی و به کمک کد سایستا انجام شده است. تقسیم بندی منطقه بریلوین به روش مونخورست پک انجام گردیده و تعداد نقاط بهینه k برای نانولوله های فسفرین آبی 10×1×1 و انرژی قطع بهینه 180 Ry در محاسبات مورد استفاده قرار گرفته است. سپس همه این نانوساختارها واهلش یافتند تا وقتی نیروهای اتمی کل کمتر از 0.01 eV/ Ǻ شوند. نتایج و بحث: تحلیل ساختار نواری و چگالی حالت های کل نانولوله های فسفرین آبی نشان می دهد که این نانولوله ها در حالت خالص نیمرساناهایی با گاف نواری غیر مستقیم هستند و با افزایش قطر نانولوله ها گاف نواری افزایش می یابد. با وارد کردن یک اتم لیتیوم در مرکز این نانولوله ها انرژی فرمی یکی از نوارها را قطع کرده که باعث می شود این نانولوله ها در حضور اتم لیتیوم رفتار فلزی از خود نشان دهند.بررسی انرژی کل و انرژی بستگی نانولوله های فسفرین آبی در حضور اتم لیتیوم نشان می دهد که این نانولوله ها از نظر شیمیایی پایدار هستند. آنالیز بار مولیکن نشان می دهد که اتم های لیتیوم می توانند بدون خوشه شدن روی سطح نانولوله ها پخش شوند. بنابراین نانولوله های فسفرین آبی قابلیت استفاده در باتری های یون لیتیومی را دارند.

کلیدواژه ها:

نانولوله های فسفرین آبی ، نظریه تابعی چگالی ، لیتیوم