Grafénre leválasztott aranyklaszterek stabilitása és elektronszerkezete
Grafénre leválasztott aranyklaszterek stabilitása és elektronszerkezete
Összefoglaló
Guba Márton M.Sc. hallgató V. évfolyam
Konzulens: Dr. Höltzl Tibor, Furukawa Electric Technológiai Intézet
A fém nanorészecskék és klaszterek a nanotechnológia kiemelten kutatott anyagai közé tartoznak, mert a makroszkopikus mérettartományban tapasztaltakhoz képest igen eltérő fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezen anyagokra a tömbi formájukénál jelentősen nagyobb felület-térfogat arány jellemző, emiatt például gyakran nagy reaktivitásúak és kiváló katalizátorok. Ilyenek az arany nanoklaszterek is, melyek az elmúlt évtizedekben kiemelten fontossá váltak. A kutatások rámutatnak például arra, hogy szén-monoxid oxidációs és szén-dioxid redukciós folyamatokban kiváló katalizátorok.
TDK munkám során kis aranyklaszterek és lehetséges hordozójuk, grafén, illetve grafén nanoszalag alkotta rendszerek viselkedését modelleztem sűrűségfunkcionál-elméleten alapuló kvantumkémiai számításokkal. A kutatás során először különböző nem-lokális funkcionálok és félempirikus módszerek segítségével az említett két komponens (klaszter és hordozó) közötti kölcsönhatás leírásában a hosszútávú, diszperziós kölcsönhatás szerepét vizsgáltam grafén hordozót tartalmazó modellrendszeren. Szakirodalom és referenciaszámítások segítségével, kvantitatív összehasonlítások után a megfelelő módszert kiválasztva grafén nanoszalag hordozóra és aranyklaszterekre végeztem el ugyanezen számolásokat, majd összehasonlítottam a két esetet, vizsgálva az eltérő hordozók adta különbségeket. Ezek után két érdekes és a vizsgált szerkezeteket jól reprezentáló modellrendszert választottam ki és részletes számítások segítségével vizsgáltam az elektronszerkezetüket. Végül ezen a két példán keresztül kvalitatív eredményekkel szemléltettem, hogy a klaszterek hogyan befolyásolják a grafén nanoszalagban, annak két vége közé kapcsolt feszültségkülönbség hatására lezajló elektrontranszport folyamatokat.
szerző
-
Guba Márton
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Höltzl Tibor
fejlesztőmmérnök, FETI KFT (külső)