Using density functional theory (DF

Using density functional theory (DFT), we have investigated the structural and electronic properties of a
prototype ZnO (6,0) zigzag single-walled nanotube (SWNT) with and without oxygen vacancy (VO), as well
as its potential application as a sensor for gas molecules O2, H2, CO, NH3, and NO2. The DFT calculation
shows that the defect-free ZnO (6,0) SWNT is semiconducting with a direct band gap larger than that of bulk
ZnO. By introducing the VO defects, localized impurity states are induced above the valence band maximum
while the Fermi level is lifted. As such, the defect-containing ZnO (6,0) SWNT becomes an n-type
semiconductor. On the sidewall of a defect-free ZnO (6,0) SWNT, O2 and H2 molecules are physisorbed
while CO, NH3, and NO2 are molecularly chemisorbed. With the VO defects, the binding interaction between
gas molecules and the ZnO nanotube becomes stronger. The electron-donor molecules (CO and NH3) tend to
enhance the concentration of major carriers (electrons), whereas the electron-acceptor molecules (O2 and
NO2) tend to reduce the concentration. Moreover, we find that O2 and NO2 can dissociate at the VO sites
through filling the VO with one atomic O originated from the adsorbates. The dissociation of O2 is exothermic
and barrierless while the dissociation of NO2 is also exothermic but entails a small activation barrier
(0.49 eV).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ใช้ทฤษฎีการทำงานความหนาแน่น (DFT), เราได้ตรวจสอบคุณสมบัติอิเล็กทรอนิกส์ และโครงสร้างของการต้นแบบ ZnO (6,0) zigzag กำแพงเดียวทิวบ์ (SWNT) มี และไม่ มีออกซิเจนตำแหน่งว่าง (VO), เช่นเป็นการประยุกต์อาจเป็นเซนเซอร์สำหรับโมเลกุลก๊าซ O2, H2, CO, NH3 และ NO2 การคำนวณ DFTแสดงให้เห็นว่า ZnO ปราศจากข้อบกพร่อง (6,0) SWNT เป็นตัวที่ มีช่องว่างตรงวงมากกว่าที่จำนวนมากZnO โดยการแนะนำข้อบกพร่องโว เกิดมลทินถิ่นอเมริกาเหนือแถบเวเลนซ์สูงสุดในขณะที่มียกระดับพลังงานแฟร์มี เป็นเช่น ZnO ที่ประกอบด้วยความบกพร่อง (6,0) SWNT เป็น ชนิด n ได้สารกึ่งตัวนำ บนแก้มของการปราศจากข้อบกพร่อง ZnO (6,0) โมเลกุล SWNT, O2 และ H2 มี physisorbedในขณะที่ CO, NH3 และ NO2 มี molecularly chemisorbed กับโวข้อบกพร่อง การโต้ตอบที่ผูกระหว่างโมเลกุลแก๊สและท่อนาโน ZnO จะแข็งแกร่ง โมเลกุลผู้บริจาคอิเล็กตรอน (CO และ NH3) มักจะเพิ่มความเข้มข้นของสายการบินหลัก (อิเล็กตรอน), ในขณะที่อิเล็กตรอน acceptor โมเลกุล (O2 และNO2) มักจะ ลดความเข้มข้น นอกจากนี้ เราพบว่า O2 และ NO2 สามารถ dissociate ที่อเมริกา VOผ่านไส้ VO กับ O หนึ่งอะตอมต้นแบบ adsorbates Dissociation ของ O2 คือ exothermicและ barrierless ขณะ dissociation ของ NO2 ยัง exothermic แต่มีอุปสรรคเล็กเปิดใช้งาน(0.49 eV)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โดยใช้ความหนาแน่นทำหน้าที่ทฤษฎี (DFT) เรามีการสอบสวนคุณสมบัติโครงสร้างและอิเล็กทรอนิกส์ของ
ต้นแบบซิงค์ออกไซด์ (6,0) วิ่งซิกแซกเดียวผนังท่อนาโน (SWNT) ที่มีและไม่มีที่ว่างออกซิเจน (VO) รวมทั้ง
เป็นโปรแกรมที่มีศักยภาพในการเป็น เซ็นเซอร์สำหรับโมเลกุลของก๊าซ O2, H2, CO, NH3 และ NO2 การคำนวณ DFT
แสดงให้เห็นว่าซิงค์ออกไซด์ปราศจากข้อบกพร่อง (6,0) เป็นสารกึ่งตัวนำ SWNT ที่มีช่องว่างแถบโดยตรงขนาดใหญ่กว่าของกลุ่ม
ซิงค์ออกไซด์ โดยการแนะนำข้อบกพร่อง VO หน่วงรัฐจะเกิดการปนเปื้อนดังกล่าวข้างต้นไม่เกินความจุของวง
ในขณะที่ระดับแฟร์ถูกยกขึ้น เช่นข้อบกพร่องที่มีซิงค์ออกไซด์ (6,0) SWNT กลายเป็น n ประเภท
เซมิคอนดักเตอร์ ที่แก้มของซิงค์ออกไซด์ปราศจากข้อบกพร่อง (6,0) SWNT, O2 และ H2 โมเลกุลจะ physisorbed
ขณะ CO, NH3 และ NO2 มี chemisorbed โมเลกุล มีข้อบกพร่อง VO, การทำงานร่วมกันที่มีผลผูกพันระหว่าง
โมเลกุลของก๊าซและท่อนาโนซิงค์ออกไซด์จะกลายเป็นดี อิเล็กตรอนบริจาคโมเลกุล (CO และ NH3) มีแนวโน้มที่จะ
เพิ่มความเข้มข้นของผู้ให้บริการหลัก (อิเล็กตรอน) ในขณะที่โมเลกุลอิเล็กตรอนใบเสร็จ (O2 และ
NO2) มีแนวโน้มที่จะลดความเข้มข้น นอกจากนี้เรายังพบว่า O2 และ NO2 สามารถแยกตัวออกที่เว็บไซต์ VO
ผ่านกรอก VO กับ O อะตอมหนึ่งมาจาก adsorbates การแยกตัวของ O2 เป็นคายความร้อน
และ barrierless ในขณะที่แยกออกจากกันของ NO2 ยังเป็นคายความร้อน แต่ทำให้เกิดอุปสรรคยืนยันการใช้งานขนาดเล็ก
(0.49 eV)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โดยใช้ทฤษฎีการทำงานความหนาแน่น ( DFT ) เราได้ศึกษาโครงสร้างและคุณสมบัติอิเล็กทรอนิกส์ของ
ต้นแบบ ZnO ( 6,0 ) คดเคี้ยวไปมา single-walled ท่อนาโน ( swnt ) ที่มีและไม่มีออกซิเจน ( VO ) ว่างเช่นกัน
การศักยภาพเซ็นเซอร์ก๊าซโมเลกุล O2 , H2 , nh3 CO และ NO2 . การคำนวณ DFT
แสดงว่าข้อบกพร่องฟรีซิงค์ออกไซด์ ( 60 ) swnt เป็นกึ่งตัวนำกับวงตรงช่องว่างมีขนาดใหญ่กว่าของกลุ่ม
เช่นกัน โดยแนะนําหวอข้อบกพร่องเฉพาะที่มลรัฐถูกชักนำเหนือ 2 วงสูงสุด
ในขณะที่ระดับเฟอร์มิจะถูกยกเลิก เช่น ข้อบกพร่องที่มี ZnO ( 6,0 ) swnt กลายเป็นทั่วไป
) บนผนังของข้อบกพร่องฟรี ZnO ( 6,0 ) swnt O2 , H2 และโมเลกุล physisorbed
ในขณะที่ nh3 Co , ,chemisorbed NO2 และโมเลกุล . กับคนบกพร่อง การปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของแก๊สและผูก
ซิงค์ออกไซด์นาโนจะแข็งแกร่งกว่านี้ ที่อิเล็กตรอนโมเลกุล CO และ nh3 ) มีแนวโน้มจะเพิ่มความเข้มข้นของผู้ให้บริการรายใหญ่
( อิเล็กตรอน ) ในขณะที่อิเล็กตรอนโมเลกุล พระนาสิก ( O2 และ
NO2 ) มีแนวโน้มที่จะลดความเข้มข้น นอกจากนี้เราพบว่า O2 และ NO2 สามารถแยกที่ผ่านการกรอกข้อมูลเว็บไซต์ O
O กับหนึ่งอะตอม O ที่มาจากสารดูดซับตัวอย่าง การแยกออกจากกันของ O2 จะคายความร้อนและการ barrierless
ในขณะที่ของ NO2 ยังคายความร้อน แต่ใช้งานเล็ก ๆกั้น
( 0.49 EV )