Master’s thesis Nanotechnology: Quantum simulation of the adsorption of toxic gases on the surface of borophene

Quantum Simulation of the Adsorption of Toxic Gases on the Surface of Borophene

Tác giả: TA THỊ LUONG

Lĩnh vực: NANOTECHNOLOGY

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này tập trung vào việc mô phỏng lượng tử quá trình hấp phụ các phân tử khí độc hại (CO, NO, CO2, NH3, và NO2) lên bề mặt borophene, một vật liệu hai chiều mới nổi. Borophene, với cấu trúc và đặc tính độc đáo, được xem là ứng viên tiềm năng cho các ứng dụng lọc và cảm biến khí. Nghiên cứu sử dụng các tính toán nguyên lý đầu tiên với ba hàm tương quan van der Waals khác nhau để xác định cấu hình hấp phụ ổn định nhất và khả năng khuếch tán của các phân tử khí. Bản chất liên kết và tương tác giữa phân tử khí và borophene cũng được làm rõ thông qua phân tích mật độ trạng thái và phân tích điện tích Bader. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự tương tác khí-borophene mà còn mở ra hướng ứng dụng công nghệ của borophene trong tương lai gần.

Mục lục chi tiết:

• Acknowledgement
• CONTENTS
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• LIST OF ABBREVIATIONS
• ABSTRACT
• Chapter 1 INTRODUCTION
  • 1.1 Background of the research
  • 1.2 Objectives and subjects of the research
    • 1.2.1 Adsorbent material: Borophene
    • 1.2.2 Gas molecules
  • 1.3 Toxic gases adsorption on two-dimensional materials
    • 1.3.1 Gas adsorption on other two-dimensional materials
    • 1.3.2 Adsorption application of borophene
  • 1.4 Thesis outline
• Chapter 2 THEORETICAL BASICS AND METHODS
  • 2.1 Density Functional Theory
  • 2.2 Vasp
  • 2.3 Bader charge analysis
  • 2.4 Calculation scheme
• Chapter 3 RESULTS AND DISCUSSION
  • 3.1 Adsorbent characteristics
  • 3.2 Energetically favorable configurations
    • 3.2.1 CO – borophene
    • 3.2.2 CO2 – borophene
    • 3.2.3 NH3 – borophene
    • 3.2.4 NO2 – borophene
    • 3.2.5 NO – borophene
  • 3.3 Adsorption energy and reaction length
    • 3.3.1 Adsorption energy and adsorption distance in comparison of vdW- employed functionals
    • 3.3.2 Comparison of adsorption energy among gases
  • 3.4 Potential energy surface
  • 3.5 Electronic characteristic
  • 3.6 Charge transfer characteristic
    • 3.6.1 Charge analysis of the (CO – borophene) system
    • 3.6.2 Charge analysis of the (CO2 – borophene) system
    • 3.6.3 Charge analysis of the (NO – borophene) system
    • 3.6.4. Charge analysis of the (NO2 – borophene) system
    • 3.6.5. Charge analysis of the (NH3 – borophene) system
• CONCLUSION
• FUTURE PLANS
• REFERENCES