PCRU_2562_AC015

2562

โครงการวิจัยเดี่ยว

สนับสนุนการขอผลงานทางวิชาการ (งบประมาณแผ่นดิน)

การศึกษาโครงสร้างและสมบัติอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุนาโน สำหรับก๊าซเซนเซอร์ด้วยวิธี SCC-DFTB

Study of Structure and Electronic Properties of Nanostructure Materials for Gas Sensors Using SCC-DFTB Method

1. ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.เกรียงไกร ทิมศร (หัวหน้าโครงการ)

คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

งานวิจัยนี้นำเสนอการศึกษาสมบัติทางด้านเซนเซอร์ของท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ที่เจือและไม่เจือด้วยโมเลกุล NH₂ (Pristine and NH₂ doped BNNT) ด้วยวิธี SCC-DFTB และคำนวณค่าพารามิเตอร์ที่แสดงถึงสมบัติอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งประกอบไปด้วย พลังงานการดูดซับ ค่าการส่งผ่านประจุ ช่องพลังงาน พลังงานวงโคจรระดับชั้นสูงสุดและต่ำสุด จากผลการทดลองพบว่า พลังงานการดูดซับและค่าส่งผ่านประจุของโมเลกุล HCHO บนผิวของท่อนาโนโบรอนไนไตรด์แบบไม่เจือมีค่าน้อยเนื่องจากแรง van der Waals มีค่าน้อย ผลการคำนวณนี้บ่งชี้ว่าท่อนาโนโบรอนไนไตรด์แบบไม่เจือด้วยโมเลกุล NH₂ มีความไวและตอบสนองต่อโมเลกุล HCHO ค่อนข้างน้อยมาก สำหรับท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ที่เจือด้วยโมเลกุล NH₂ มีค่าพลังงานการดูดซับมากขึ้นที่ตำแหน่งการทำปฏิกิริยา N-H, B-O, B-C และ B-H และมีการส่งผ่านประจุจากท่อนาโนไปยังโมเลกุล HCHO จากผลการคำนวณนี้ เห็นได้ชัดเจนว่า การเจือด้วยโมเลกุล NH₂ ที่ผิวของท่อนาโนโบรอนไนไตรด์ช่วยเพิ่มการตอบสนองต่อโมเลกุล HCHO 


The sensor properties of pristine and NH₂ doped BNNTs for HCHO formaldehyde adsorption using SCC-DFTB method are presented. Electronic property including adsorption energy, charge transfer, energy gap, E_LUMO and E_HOMO was theoretically calculated. From the results, adsorption energy and charge transfer of HCHO molecule adsorbed on the surface of pristine BNNT were found to be small values due to weak physical adsorption (van der Waals force). This indicates that the pristine BNNT shows low sensitivity to HCHO molecule. For NH₂ doped BNNT, adsorption energy significantly increased for N-H, B-O, B-C and B-H interaction sites. It was found that charge transfer from NH₂ doped BNNT to HCHO molecule was observed at B-C site. The results confirm that doping of NH₂ molecule on the surface of BNNTs improves the sensitivity of BNNTs to HCHO molecules. According to the results, we hope that this research will be useful guidance for applications in gas sensors and nanoelectronics.

SCC-DFTB,ท่อนาโนโบรอนไนไตรด์,ฟอร์มัลดีไฮด์,ก๊าซเซนเซอร์,กลุ่มอะมิโน,boron nitride nanotube,formaldehyde,gas sensor,amino group

ดาวน์โหลด เปิด : 137 ครั้ง

ดาวน์โหลด  เปิด : 142 ครั้ง

300 ครั้ง