گرافن آلایش شده با آلومینیم برای حسگری گازهای سمی NO2 و:H2S شبیه سازی بر مبنای نظریه تابعی چگالی الکترون

در این مقاله گرافن آلاییده شده با اتم آلومینیم به عنوان حسگر گازهای سولفیدهیدروژن و دی اکسیدنیتروژن بر اساس نظریه تابعی چگالی الکترون بررسی و شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با استفاده از نرم افزار SIESTA نشان داد بهینه حالت آلایش وقتی است که اتم آلومینیم بجای یک اتم کربن قرار گیرد. کمینه انرژی ساختار پس از آلایش بطوری است که اتم آلومینیم به اندازه 1.85 آنگستروم بالای صفحه گرافن قرار گرفته و یک برآمدگی در صفحه گرافن ایجاد می کند. شبیه سازی و نتایج بررسی حالات مختلف جذب هریک از گازهای NO2 و H2S نشان داد که بیشترین جذب در حوالی محل آلایش که چگالی الکترون در آن بیشتر است، انجام می شود. در نهایت، مقدار انرژی جذب 3.45- الکترون-ولت برای مولکول NO2 و 0.87- الکترون-ولت برای مولکول H2S بدست آمد. آنتالپی جذب ناشی از برقراری این پیوند قوی نشان می دهد که گرافن آلایش شده می تواند یک بستر مناسب برای ساخت حسگر گازهای NO2 و H2S باشد.