Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51811
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | Udomsilp Pinsook | - |
dc.contributor.author | Sorajit Arrerut | - |
dc.contributor.other | Chulalongkorn University. Faculty of Science | - |
dc.date.accessioned | 2017-02-14T07:10:01Z | - |
dc.date.available | 2017-02-14T07:10:01Z | - |
dc.date.issued | 2013 | - |
dc.identifier.uri | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51811 | - |
dc.description | Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2013 | en_US |
dc.description.abstract | The carbon nitride methanediide, C₂N₂(CH₂), has been newly discovered in 2011. This compound contains the C-N single bond, the same as in a super hard material carbon nitride, C₃N₄. The band gap of C2N2(CH2) is around 6 eV. Thus, it is classi ed as a wide-band gap semiconductor which has many applications. However, the knowledge of C₂N₂(CH₂) is limited; especially, its properties under high pressure. In this thesis, we investigate the mechanical and electronic properties of C₂N₂(CH₂) under high pressure, in the range of 0-50 GPa, using density functional theory (DFT). The non-local exchange-correlation functional calculation, sX-LDA, which is the most accurate tool to simulate wide-band gap materials, is performed. Our result shows that the C₂N₂(CH₂) band gap is 6.07 eV, using the sX-LDA, and it decreases as pressure increases. Moreover, we nd the relation between the N1-C1-N2 angle change and the band gap. The bulk modulus of C₂N₂(CH₂) is 254 GPa from our calculation which is in good agreement with the experimental data. The bond contractions of C-N and C-C single bonds are explored. We nd that the C-N bond contraction in C₂N₂(CH₂) is the same as those in C3N4. However, the C-C bond contraction in C₂N₂(CH₂)is larger than those in diamond. This leads to the lower bulk modulus compared with that of diamond. The Cmc21 structure stability of C₂N₂(CH₂) is examined and found that it has dynamical and mechanical stabilities. The Raman spectrum of C₂N₂(CH₂) is predicted for the rst time in this work, and compared with references from other systems. | en_US |
dc.description.abstractalternative | สารประกอบคาร์บอนไนเตรตมีเทไดไอด์ C₂N₂(CH₂) ถูกสังเคราะห์เป็นครั้งแรกในปี 2011 สารนี้มีพันธะเดียวระหว่าง C-N เหมือนกับสารคาร์บอนไนเตรต C₃N₄ ซึ่งเป็นสารที่มีความแข็งยิ่งยวด (super hard material) สารประกอบ C₂N₂(CH₂)ถูกพบว่ามีช่องว่างแถบพลังงานกว้างประมาณ 6 eV จึงถูกจัดเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีแถบช่องว่างพลังงานกว้าง (wide-band gap semiconductor) ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้มากมาย แต่อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับสมบัติของสารนี้มากนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสมบัติของสารนี้ภายใต้ความดันสูง งานวิทยานิพนธ์ชิ้นนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาสมบัติทางอิเล็กตรอนและสมบัติเชิงกลของสาร C₂N₂(CH₂)ภายใต้ความดันระหว่าง 0-50 GPa โดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันนัลของความหนาแน่น (density functional theory) วิทยานิพนธ์นี้ได้ใช้ฟังก์ชัลนัล sX-LDA ซึ่งเป็นฟังก์ชันนัลของพลังงานการแลกเปลี่ยนและสหสัมพันธ์ (exchange-correlation functional) แบบไม่เฉพาะที่ (non-local) ที่เป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำเป็นอย่่างมากในการศึกษาวัสดุที่มีแถบช่องว่างพลังงานกว้าง จากการศึกษาโดยใช้ฟังก์ชันนัล sX-LDA พบว่าสาร C₂N₂(CH₂)มีช่องว่างแถบพลังงานกว้าง 6.07 eV และมีค่าลดเมื่อความดันมีค่าเพิ่มขึ้น เรายังพบความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของมุม N₁-C₁-N₂ กับแถบช่องว่างพลังงาน จากการคำนวณพบว่าค่ามอดูลัสเชิงปริมาตร (bulk modulus) มีค่า 254 GPa ซึ่งสอดคล้องกับผลการทดลอง เราพบว่าการหดตัวของพันธะ C-N ในสาร C₂N₂(CH₂)ภายใต้ความดันมีความใกล้เคียงกับพันธะชนิดเดียวกันนี้ใน C₃N₄ แต่การหดตัวของพันธะ C-C ในสารนี้มีค่าสูงกว่าในเพชร ซึ่งส่งผลให้สาร C₂N₂(CH₂)มีค่ามอดูลัสเชิงปริมาตรน้อยกว่าเพชร เราได้ทำการตรวจสอบเสถียรภาพของโครงสร้าง Cmc21 และพบว่ามันมีเสถียรภาพทั้งในเชิงพลวัต (dynamical) และเชิงกล (mechanical) ภายใต้ความดัน รามานสเปกตรัม (Raman spectrum) ของสาร C₂N₂(CH₂)ถูกแสดงและเปรียบกับระบบอื่นเป็นครั้งแรกในงานวิทยานิพนธ์ชิ้นนี้ | en_US |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Chulalongkorn University | en_US |
dc.relation.uri | http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.1687 | - |
dc.rights | Chulalongkorn University | en_US |
dc.subject | Semiconductors | en_US |
dc.subject | สารกึ่งตัวนำ | en_US |
dc.title | Electronic and mechanical properties of Carbon nitride methanediide | en_US |
dc.title.alternative | สมบัติทางอิเล็กตรอนและสมบัติเชิงกลของสารกึ่งตัวนำคาร์บอนไนเตรตมีเทไดไอด์ | en_US |
dc.type | Thesis | en_US |
dc.degree.name | Master of Science | en_US |
dc.degree.level | Master's Degree | en_US |
dc.degree.discipline | Physics | en_US |
dc.degree.grantor | Chulalongkorn University | en_US |
dc.email.advisor | Udomsilp.P@Chula.ac.th | - |
dc.identifier.DOI | 10.14457/CU.the.2013.1687 | - |
Appears in Collections: | Sci - Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
sorajit_ar.pdf | 1.98 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.