Luận án tiến sĩ: Tương tác điện tử trong hệ nano cluster hợp kim Au9M2MSCN và AgNCRN2 12

• Tác giả: Ngô Thị Lan
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Đăng
• Trường học: Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa Học và Công Nghệ
• Đề tài: Nghiên Cứu Tương Tác Điện Tử Trong Hệ Nano Cluster Hợp Kim Au9M2MSCN Và AgNCRN2 12
• Loại tài liệu: Luận Án
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan nano cluster
• 1.2. Khái niệm nano cluster
• 1.3. Tiềm năng ứng dụng của nano cluster
• 1.4. Nano cluster hợp kim
• 1.5. Tính ổn định, bền vững
• 1.6. Tính chất từ
• 1.7. Tương tác giữa điện tử tự do và điện tử định xứ trong các hệ nano cluster hợp kim
• 1.8. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.9. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.10. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2. Các phương pháp tính toán lượng tử
• 2.3. Phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT)
• 2.4. Phần mềm tính toán
• 2.5. Phương pháp tính toán
• 2.6. Xây dựng quy trình tính toán
• 2.7. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp tính toán với số liệu thực nghiệm
• 2.8. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: TƯƠNG TÁC ĐIỆN TỬ S-D TRONG CÁC HỆ NANO CLUSTER HỢP KIM
• 3.1. Tương tác điện tử s-d trong các hệ nano cluster hợp kim Au9M2+ (M = Sc-Ni)
• 3.2. Cấu trúc điện tử của nano cluster Au9M2+
• 3.3. Lai hóa orbital trên nano cluster Au9M2+
• 3.4. Mật độ trạng thái điện tử trên nano cluster Au9M2+
• 3.5. Tương tác điện tử s-d trong các hệ nano cluster hợp kim AgnCr (n = 2-12)
• 3.6. Cấu trúc điện tử của nano cluster AgnCr
• 3.7. Lai hóa orbital trên nano cluster AgnCr
• 3.8. Mật độ trạng thái điện tử trên nano cluster AgnCr
• 3.9. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA TƯƠNG TÁC S-D ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA NANO CLUSTER HỢP KIM
• 4.1. Nano cluster hợp kim Au9M2+ (M = Sc-Ni)
• 4.2. Cấu trúc hình học của nano cluster Au9M2+
• 4.3. Đá bán vững của nano cluster Au9M2+
• 4.4. Tương tác của nano cluster Au9M2+ với H2
• 4.5. Nano cluster hợp kim AgnCr (n = 2-12)
• 4.6. Cấu trúc hình học của nano cluster AgnCr
• 4.7. Đá bán vững của nano cluster AgnCr
• 4.8. Tương tác của nano cluster AgnCr với H2
• 4.9. Kết luận chung
• 4.10. Kiến nghị những nghiên cứu tiếp theo
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nano cluster

Nano cluster là các cấu trúc có kích thước từ vài nanomet đến hàng trăm nanomet, được hình thành từ một số lượng nguyên tử nhất định. Chúng có tính chất vật lý và hóa học khác biệt so với các vật liệu ở quy mô lớn. Nghiên cứu tương tác điện tử trong các hệ nano cluster hợp kim như Au9M2MSCN và AgNCRN2 12 đang thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng khoa học. Các nano cluster này có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như xúc tác, quang học và spintronics. Việc hiểu rõ về tương tác điện tử giữa các nguyên tử trong nano cluster sẽ giúp tối ưu hóa các tính chất của chúng, từ đó phát triển các ứng dụng mới trong công nghệ. Theo nghiên cứu, các nano cluster hợp kim có thể thay đổi tính chất điện tử và quang học tùy thuộc vào thành phần và cấu trúc của chúng. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc thiết kế vật liệu nano với các tính chất mong muốn.

II. Tính chất điện tử của nano cluster hợp kim Au9M2MSCN

Hệ nano cluster hợp kim Au9M2MSCN (M = Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) cho thấy sự tương tác điện tử mạnh mẽ giữa các nguyên tử vàng và kim loại chuyển tiếp. Tính chất điện tử của hệ này được xác định thông qua các phương pháp tính toán như lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT). Kết quả cho thấy rằng, sự lai hóa orbital giữa các nguyên tử vàng và kim loại chuyển tiếp tạo ra các trạng thái điện tử mới, ảnh hưởng đến tính chất quang học và xúc tác của hệ. Cấu trúc điện tử của nano cluster Au9M2MSCN cho thấy sự phân bố không đồng đều của điện tử, dẫn đến sự hình thành các vùng năng lượng khác nhau. Điều này có thể giải thích cho khả năng xúc tác cao của các nano cluster này trong các phản ứng hóa học. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về tính chất điện tử mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các vật liệu nano với tính chất tối ưu.

III. Tương tác điện tử trong hệ AgNCRN2 12

Hệ nano cluster AgNCRN2 12 cũng cho thấy những đặc điểm tương tự trong tương tác điện tử. Các nghiên cứu cho thấy rằng, sự tương tác giữa các nguyên tử bạc và nguyên tử chuyển tiếp trong hệ này tạo ra các trạng thái điện tử đặc biệt, ảnh hưởng đến tính chất quang học và điện từ của vật liệu. Phân tích cấu trúc điện tử cho thấy rằng, các trạng thái điện tử của bạc có thể tương tác mạnh mẽ với các nguyên tử chuyển tiếp, dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong tính chất vật lý của hệ. Điều này cho thấy rằng, việc nghiên cứu tương tác điện tử trong các hệ nano cluster hợp kim không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của chúng mà còn mở ra cơ hội cho việc phát triển các ứng dụng mới trong công nghệ nano.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu về tương tác điện tử trong các hệ nano cluster hợp kim Au9M2MSCN và AgNCRN2 12 có nhiều ứng dụng thực tiễn. Các nano cluster này có thể được sử dụng trong lĩnh vực xúc tác, nơi mà tính chất điện tử và quang học của chúng có thể được tối ưu hóa để tăng cường hiệu suất của các phản ứng hóa học. Ngoài ra, chúng cũng có thể được ứng dụng trong công nghệ cảm biến, nơi mà khả năng phát hiện và phân tích các chất hóa học có thể được cải thiện nhờ vào tính chất điện tử độc đáo của các nano cluster. Hơn nữa, việc hiểu rõ về tính chất quang học của các hệ này có thể dẫn đến sự phát triển của các thiết bị quang học mới, như cảm biến quang và thiết bị phát quang. Tóm lại, nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực công nghệ hiện đại.