HEAL DSpace

Υπολογισμοί από πρώτες αρχές στρωματικών οξειδίων

Αποθετήριο DSpace/Manakin

Εμφάνιση απλής εγγραφής

dc.contributor.author Κατσικογιάννη, Πηνελόπη Τατιανή el
dc.date.accessioned 2019-01-23T11:11:35Z
dc.date.available 2019-01-23T11:11:35Z
dc.date.issued 2019-01-23
dc.identifier.uri http://dspace.lib.ntua.gr/handle/123456789/48313
dc.rights Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ *
dc.subject Υπολογισμοί από πρώτες αρχές el
dc.subject Νανοτεχνολογία el
dc.subject Φυσική στερεάς κατάστασης el
dc.subject Νανοϋλικά el
dc.subject Στρωματικά οξείδια el
dc.title Υπολογισμοί από πρώτες αρχές στρωματικών οξειδίων el
dc.contributor.department Μικροσυστήματα και Νανοδιατάξεις el
heal.type masterThesis
heal.classification Φυσική Στερεάς Κατάστασης el
heal.language el
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2018-10-19
heal.abstract Η ανακάλυψη του γραφενίου και οι εντυπωσιακές ιδιότητές του οδήγησαν σε μεγάλη ανάπτυξη στην έρευνα για ανακάλυψη και μελέτη και άλλων δισδιάστατων υλικών. Οι εξαιρετικές ιδιότητες και η σταθερότητα που παρουσιάζουν αυτές οι δισδιάστατες δομές τα καθιστούν ιδανικά για πολλές εφαρμογές. Για το λόγο αυτό στην μεταπτυχιακή αυτή εργασία θα μελετηθούν δύο στρωματικά οξείδια, το οξυιωδιούχο βισμούθιο και το οξυσεληνιοδιούχο βισμούθιο. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η κατηγοριοποίησή τους, οι τρόποι απομόνωσης και χαρακτηρισμού τους, καθώς και κάποια βασικά δισδιάστατα υλικά (γραφένιο, βοριονιτρίδιο, χαλκογενίδια μετάλλων μετάπτωσης, οξείδια μετάλλων μετάπτωσης). Τα υλικά αυτά παρουσιάζουν ενδιαφέρουσες εφαρμογές σε ένα ευρύ τεχνολογικό πεδίο που περιλαμβάνει ηλεκτρονικά, μηχανικά και βιολογικά συστήματα. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι υπολογιστικές μέθοδοι με τις οποίες προσεγγίζεται η περιγραφή των δομών αυτών. Με χρήση υπολογιστικών προσομοιώσεων προσδιορίζονται οι ιδιότητες των υλικών αυτών, η γνώση των οποίων είναι απαραίτητη για την περαιτέρω αξιοποίηση στις εφαρμογές τους. Στην παρoύσα εργασία χρησιμοποιήθηκε η Θεωρία Συναρτησιοειδούς της Πυκνότητας (Density Functional Theory, DFT) η οποία ακολούθησε μια σειρά προγενέστερων προσεγγίσεων στην επίλυση του προβλήματος πολλών σωματιδίων, όπως η προσέγγιση Hartree και η προσέγγιση Hartree-Fock. Οι υπολογισμοί έγιναν με τη χρήση του λογισμικού Quantum Espresso στην υπολογιστική υποδομή του ARIS. Στο τρίτο κεφάλαιο και αφού έχει αναπτυχθεί το θεωρητικό υπόβαθρο, πραγματοποιούνται υπολογισμοί στη δομή του γραφενίου και στη δομή του οξειδίου του κασσίτερου και παρουσιάζονται και σχολιάζονται τα αποτελέσματα όπως είναι οι βασικές ηλεκτρονιακές ιδιότητες και η πυκνότητα καταστάσεων. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στα αλογονίδια οξειδίου του βισμουθίου και στη συνέχεια μελετάται διεξοδικά το οξυιωδιούχο βισμούθιο (BiOI) το οποίο παρουσιάζει εξαιρετικές φωτοκαταλυτικές ιδιότητες. Γίνονται υπολογισμοί DFT και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα στη τρισδιάστατη και τη μονοστρωματική μορφή του για τις ηλεκτρονικές του ιδιότητες, την πυκνότητα καταστάσεων και τη συνάρτηση ηλεκτρονιακού εντοπισμού. Μελετάται η επίδραση που έχει η εισαγωγή ατελειών στο καθαρό υλικό και γίνεται σύγκριση για τις ενέργειες σχηματισμού σε συνάρτηση με τον αριθμό στρωμάτων. iv Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το οξυσεληνιοδιούχο βισμούθιο (Bi2O2Se)το οποίο φαίνεται να έχει μεγάλες δυνατότητες σε εφαρμογές για θερμοηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές. Κι εδώ γίνονται υπολογισμοί DFT και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα στη τρισδιάστατη, μονοστρωματική και διστρωματική μορφή του για τις ηλεκτρονικές του ιδιότητες, την πυκνότητα καταστάσεων και τη συνάρτηση ηλεκτρονιακού εντοπισμού. Επίσης, όπως και με το BiOI, μελετάται η επίδραση που έχει η εισαγωγή ατελειών στο καθαρό υλικό και προσδιορίζονται οι ενέργειες σχηματισμού σε συνάρτηση με τον αριθμό στρωμάτων. el
heal.abstract The discovery of graphene and its impressive properties have led to a rapid increase in research for the discovery and study of other two-dimensional materials. The exceptional properties and stability of these two-dimensional (2D) structures make them ideal for many applications. For this reason, two layered oxides, Bismuth oxyiodide and Bismuth oxyselenide, will be studied in this master thesis. The first chapter of this thesis presents their categorization of 2D materials, their isolation and characterization, as well as some representative examples (graphene, boron nitride, transition metal chalcogenides, transition metal oxides). These materials present interesting applications in a wide technological field including electronic, mechanical and biological systems. The second chapter describes the computational methods by which the description of these structures is approached. The use of computational simulations determines the properties of these materials, knowledge of which is necessary for further exploitation in applications. In this Thesis, Density Functional Theory (DFT) is studied, which followed a series of earlier approaches to solving the many body problem, such as the Hartree and the Hartree-Fock methods. The calculations were made using the Quantum Espresso software in the ARIS computational infrastructure. In the third chapter, and after the theoretical background has been developed, calculations are made for graphene and tin monooxide and the results on their basic electronical properties and densities of states are presented and commented, In the fourth chapter an introduction to bismuth oxide halides is made and then bismuth oxyiodide (BiOI) is studied thoroughly, a material which exhibits excellent photocatalytic properties. DFT calculations are performed and the results in its three-dimensional and monolayer structure are presented with its electronic properties, density of states and electron localization function. The effect of the introduction of defects on the pristin material is studied and we obtain the formation energies of ultral thin slabs as a function of the number of layers. In the fifth chapter bismuth oxyselenide (Bi2O2Se) is presented, which seems to have great potential in applications of thermoelectric and electronic devices. Here, too, DFT calculations are performed and the results in its three-dimensional, monolayer and double layer structure are presented with its electronic properties, density of states and electron localization function. As with BiOI, the effect of the introduction of defects on the pure material is studied and comparison is made for the formation energies in relation to the number of layers. en
heal.advisorName Τσέτσερης, Λεωνίδας el
heal.committeeMemberName Τσέτσερης, Λεωνίδας el
heal.committeeMemberName Ράπτης, Ιωάννης el
heal.committeeMemberName Τσουκαλάς, Δημήτριος el
heal.academicPublisher Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 90
heal.fullTextAvailability true


Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο

Οι παρακάτω άδειες σχετίζονται με αυτό το τεκμήριο:

Αυτό το τεκμήριο εμφανίζεται στην ακόλουθη συλλογή(ές)

Εμφάνιση απλής εγγραφής

Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Εκτός από όπου ορίζεται κάτι διαφορετικό, αυτή η άδεια περιγράφετε ωςΑναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα