Курсовая работа: Квантовохимические расчеты наноструктур на основе дисульфида вольфрама

Содержание

Введение.................................................................................................................................. 3

I. Литературный обзор.................................................................................................. 5

1.1. Свойства объемного кристалл WS2........................................................... 5

1.2. Получение и свойства монослоя WS2....................................................... 6

1.3. Получение, структура и свойства нанотрубок на основе WS2............ 9

II. Методическая часть................................................................................................. 14

2.1. Методика квантовохимических расчетов.............................................. 14

III. Обсуждение результатов....................................................................................... 15

3.1. Сравнение результатов расчета свойств объемного кристалла WS2

с экспериментальными данными 15

3.2. Структура и фононные спектры монослоя WS2................................... 16

3.3. Устойчивость нанотрубок на основе WS2.............................................. 19

3.4. Частоты фононных колебаний и термодинамические свойства

нанотрубок на основе WS2 27

IV. Выводы...................................................................................................................... 32

V. Благодарности........................................................................................................... 33

VI. Список цитированной литературы..................................................................... 34

Приложения.......................................................................................................................... 38
































2

Введение

Кристаллический дисульфид вольфрама, который имеет слоистую структуру (рисунок 1), находит широкое применение в трибологии, катализе, электрохимических устройствах, а также в технологиях хранения газообразного водорода. Уникальные электронные свойства делают WS2 перспективным компонентом наноэлектронных устройств [1,2]. Быстро развивающиеся нанотехнологии открывают широкие возможности для повышения производительности хранения водорода и аккумуляторных батарей на основе материалов из WS2.

• настоящему времени выполнено достаточно много квантовохимических расчетов электронной структуры и устойчивости нанослоев и нанотрубок на основе дисульфида вольфрама. Тем не менее, практически отсутствуют как экспериментальные, так и теоретические данные относительно спектральных и термодинамических характеристик указанных систем. В данной работе выполнены квантовохимические расчеты фононных частот нанослоев и нанотрубок для последующего их использования при вычислении термодинамических свойств наноразмерных систем состава WS2.

Таким образом, в качестве объекта исследования был выбран дисульфид вольфрама WS2. Цельюнастоящей дипломной работы является теоретическое моделирование фононных спектров и терм