فاضل شجاعی

واکنش شکافتکلی آب برای تولید هیدروژن و اکسیژن با استفاده از ماده فوتوکاتالیست، یک فرآیند امیدبخش برای تولید پاک و تجدیدپذیر هیدروژن در مقیاس گسترده است.در سالهای اخیر، تالشهای بسیاری برایشناختفوتوکاتالیستهایی که با پرتو مرئی کار میکنند برای استفاده کارآمد از انرژی خورشیدی صورت گرفته است.طراحی یک فوتوکاتالیست بهینه نسبتا ً کاری چالش برانگیز است. بررسی فوتوکاتالیستهای دو بعدی موضوعات مهمی در تبدیل انرژی خورشیدی هستند. در این رساله خواص الکترونیکی و نوری دستهای از مواد دو بعدی بهمنظور بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی آنها برای شکافت آب مدنظرقرار گرفته است.محاسبات ساختارنوارالکترونیکی )Se, TeX=Si, Ge, Y=S,(6Y2X2Cr نشانمیدهدکه تمام اینالیهها،بهجز6Te2Si2Crو6Te2Ge2Crدارایگاف انرژیمناسبوهمچنین موقعیتمناسب لبهنوارهابرایواکنشهایفوتوکاتالیستیشکافتآب به خصوص تحت شرایطاسیدی هستند.عالوه بر اینمواد مورد مطالعهدارایقابلیتقویدر جذب نور خورشیدهستند.در ادامهبر رویخواص الکترونیکی33ماده دو بعدی که همگی نیمههادی وغیرمغناطیسهستند بررسیدقیق انجامشدو در میان ساختارهای ناهمگون ایجاد شده ، چهارساختار ناهمگون دو بعدی نوعIIبا کمترین عدم تطابق شبکه و کمترین تعداد اتم و همچنین کمترین درصد اعمال کشیدگیوفشردگیانتخاب شدند.ویژگیهای الکترونیکی و نوری چهارساختارناهمگون2AsP(beta)/MoSe،GaSe/P(beta)، 2SiH/SnSeوB3Graphane/HCبا استفاده ازنظریه تابعی چگالیبرای استفاده درشکافتآب بررسی شده است. محاسبه ساختارنوارهابا در نظر گرفتنپارامترجذب نورینشان میدهدکه ساختار ناهمگون2AsP(beta)/MoSeگزینهمناسبیبرایشکافتآب فوتوکاتالیستیدرطیف نور مرئیاست