Θεωρητική μελέτη και μοντελοποίηση των δομικών ιδιοτήτων του γραφενίου

Χατζηδάκης, Γεώργιος; Chatzidakis, Georgios

dc.contributor.author	Χατζηδάκης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Chatzidakis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2015-03-17T10:52:29Z
dc.date.available	2015-03-17T10:52:29Z
dc.date.issued	2015-03-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40434
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4174
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Γραφένιο	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Δυναμικά πεδία	el
dc.subject	Θεωρία συναρτησοειδούς πυκνότητας	el
dc.subject	Παραμορφώσεις	el
dc.subject	Graphene	en
dc.subject	Modeling	en
dc.subject	Force fields	en
dc.subject	Density functional theory	en
dc.subject	Deformations	en
dc.title	Θεωρητική μελέτη και μοντελοποίηση των δομικών ιδιοτήτων του γραφενίου	el
dc.contributor.department	Τομέας Φυσικής	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Φυσική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-10-17
heal.abstract	Το γραφένιο μετά την πειραματική του ανακάλυψη το 2004 έχει υπάρξει επίκεντρο μελέτης λόγω των ιδιαίτερων μηχανικών, θερμικών και ηλεκτρονικών του ιδιοτήτων. Η απόκριση του γραφενίου στις παραμορφώσεις έχει αποδειχτεί ότι μεταβάλλει τις ηλεκτρονικές και μαγνητικές του ιδιότητες αλλά και τις ιδιότητες μεταφοράς, με αποτέλεσμα η κατανόηση της απόκρισης του γραφενίου στο μηχανικό φορτίο να είναι ένα πεδίο έντονης έρευνας σε πειραματικό, αλλά και θεωρητικό επίπεδομέσω κατάλληλης μοντελοποίησης των μηχανικών του ιδιοτήτων. Τα συνήθη δυναμικά πεδία που περιγράφουν την ενέργεια παραμόρφωσης μορίων ή συστημάτων πολλών ατόμων περιλαμβάνουν συνεισφορές από επιμηκύνσεις δεσμών, κάμψεις μεταξύ γωνιών που σχηματίζονται μεταξύ δεσμών, στρέψεων ατόμων γύρω από δεσμούς και μεικτούς όρους που συζεύγουν τις προηγούμενες τρεις. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας παρουσιάζονται κατάλληλα δυναμικά πεδία για το γραφένιο τα οποία έχουν προκύψει από υπολογισμούς πρώτων αρχών, για να περιγράψουν στρέψεις γύρω από δεσμούς ατόμων άνθρακα εκτός επιπέδου του μονοστρωματικού γραφενίου, με σκοπό την ενσωμάτωση τους σε προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής ή Monte Carlo. Συγκεκριμένα το δυναμικό πεδίο στρέψης υπολογίστηκεμε αναλυτικό τρόπο για δύο συγκεκριμένες μοντελοποιήσεις. Ακολούθησαν υπολογισμοί μέσω θεωρίας συναρτησοειδούς πυκνότητας για κατάλληλες παραμορφώσεις του μονοστρωματικού γραφενίου και προσαρμογή των αντίστοιχων παραμέτρων των δυναμικών πεδίων στα αποτελέσατα των υπολογισμών από πρώτες αρχές. Τέλος εξετάστηκε η εφαρμοσιμότητα του δυναμικού πεδίου σε περίπτωση διαφορετικής παραμόρφωσης κατά την οποία συνεισφέρουν όλοι οι όροι του δυναμικού πεδίου και εξετάστηκε κατά πόσον αναπαράγεται το πλήρες ενεργειακό προφίλ παραμόρφωσης της συγκεκριμένης δομής όπως έχει προκύψει από υπολογισμούς πρώτων αρχών.	el
heal.abstract	After its experimental discovery in 2004, graphene has become a center of scientific interest due to its special mechanical, thermal, and electronic properties. Graphene's response to stresses has been proved to alter its electronic, magnetic and transport properties. Therefore understanding how graphene responds to mechanical charge has become a subject of intensive research both in the experimental as well as theoretical level through appropriate modelling of its mechanical properties. Usual force fields describing the deformation energy of molecules or many atom systems include contributions from bond stretching, angle bending between bonds, torsions of atoms around bonds, and mixed terms that couple contributions from the above terms. In this thesis we present appropriate empirical force fields for monolayer graphene, to describe out of plane torsions of carbon atoms around bonds, in order to be incorporated in molecular dynamics or Monte Carlo simulations. The torsion force field has been analytically calculated for two different modelling schemes. Density functional theory calculations were applied for appropriate deformations of monolayer graphene and the relevant parameters of force fields were fitted to the ab initio results. Finally, a transferability test was performed for the case of a different deformation in which all terms of the total force field contribute, and we examined whether the full deformation energy profile with the fitted parameters reproduces the ab initio results sufficiently well.	en
heal.sponsor	Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία έλαβε χρηματοδότηση από το ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ μέσω του ερευνητικού προγράμματος ΘΑΛΗΣ-GRAPHENECOMP της Γενικής Γραμματείας Έρευνας και Τεχνολογίας.	el
heal.advisorName	Τσέτσερης, Λεωνίδας	el
heal.committeeMemberName	Λαθιωτάκης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Τσέτσερης, Λεωνίδας	el
heal.committeeMemberName	Παρασκευαΐδης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	101 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true