• English
    • Norsk
  • English 
    • English
    • Norsk
  • Administration
View Item 
  •   Home
  • Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet
  • Kjemisk institutt
  • Kjemisk institutt
  • View Item
  •   Home
  • Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet
  • Kjemisk institutt
  • Kjemisk institutt
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

DFT-modellering av elektroniske og optiske egenskaper i CPO-27-Zn

Larsen, Kjersti Beate
Master thesis
View/Open
masteroppgave.pdf (5.835Mb)
Year
2011
Permanent link
http://urn.nb.no/URN:NBN:no-29899

Metadata
Show metadata
Appears in the following Collection
  • Kjemisk institutt [921]
Abstract
Målet med prosjektet var å få mer kunnskap og forståelse om de fysikalske og kjemiske egenskapene til

én-dimensjonale kjeder av sinkoksid som en tilnærming til sinkoksidnanotråder.

Hovedfokuset har vært å forstå de elektroniske og optiske egenskapene og dette har blitt studert både

ved teoretiske og eksperimentelle metoder.

Forbindelsen som ble benyttet som utgangsstruktur for å studere disse egenskapene har kjemisk formel

[Zn2(dhtp)(H2O)2] . 8 H2O og betegnes i oppgaven som Coordination Polymer of Oslo

number 27 type Zn (CPO-27-Zn). Sinkatomet er oktaedrisk koordinert ved romtemperatur og det dannes

ZnO6-enheter der fem av oksygenatomene stammer fra de organiske ligandene og det gjenværende

sjette oksygenatomet er en del av et vannmolekyl.

Ved dehydratisering gjennomgår forbindelsen en endring av strukturen som medfører at koordinasjonstallet

til sinkatomet reduseres fra seks til fem.

Det ble konstruert klyngemodeller med bakgrunn i den eksperimentelle strukturen av CPO-27-Zn,

men det viste seg å være vanskelig å lage modeller som var representative for koordinasjonspolymeren,

og det var store avvik i resultatene fra de ulike metodene.

Det har blitt utført både ikke-periodiske og periodiske beregninger i forbindelse med det teoretiske

arbeidet med henholdsvis programvarepakkene Gaussian09 og VASP.

Resultatene fra de ikke-periodiske beregningene indikerer at HOMO-LUMO-gapet er større i de dehydrerte modellene

av CPO-27-Zn sammenlignet med de hydrerte modellene, mens de estimerte båndgapene fra de periodiske beregningene

indikerer det motsatte.

Derfor ble det i tillegg utført målinger med ultrafiolett synlig diffusreflektansspektroskopi

av CPO-27-M (M=Zn, Co, Ni, Mg, Mn) for å få mer kunnskap om hvordan båndgapet

påvirkes i dette materialet.

Konklusjonen fra det eksperimentelle arbeidet er at det er en liten endring i båndgapet fra CPO-27-Zn til

CPO-27-Mg, mens det er en større endring i CPO-27-Mn.

Imidlertid er båndgapsendringen ved dehydrering av CPO-27-Zn som også medfører endring i koordinasjonstallet til

sinkatomet, svært liten. Dette er i tråd med tidligere studier, men er ikke i overenstemmelse med noen av

konklusjonene fra beregningene.

Modellene som ble konstruert er derfor ikke fullt ut representative for forbindelsen CPO-27-Zn.
 
The aim of this project was to achieve more knowledge and a better understanding of the physical

and the chemical properties of the one-dimensional chains in zinc oxide

as a way to apporoximate nanowires of zinc oxide.

The main focus has been to understand the electronical and optical properties, which has been studied by

theoretical as well as experimental methods.

The compound used as a starting point to study these properties has chemical formula

[Zn2(dhtp)(H2O)2] . 8 H2O and is denoted in the thesis as

Coordination Polymer of Oslo number 27 type Zn (CPO-27-Zn).

The zinc atom is six-coordinated at room temperature, resulting in ZnO6-units where five of the oxygen atoms stems

from the organic ligands, and the remaining sixth is part of a water molecule.

Upon dehydration, the structure of the compound changes substantially, which reduces the coordination number of

the zinc atom to five from six.

Cluster models using the experimental coordinates of CPO-27-Zn were constructed, however, it was difficult to make

representative models, and the results obtained from the different methods showed large deviations.

As part of the theoretical work, both non-periodic and periodic calculations was performed using the

software packages Gaussian09 and VASP.

The results from the non-periodic calculations indicates a larger HOMO-LUMO gap in the dehydrated models of

CPO-27-Zn compared to the hydrated ones, however, the estimated bandgaps from the periodic calculations show

the opposite.

As a result of this, ultraviolet visual diffuse reflectance spectroscopy measurements were performed on CPO-27-M

(M=Zn, Co, Ni, Mg, Mn) to achieve more knowledge of how the bandgap is affected in this material.

The conclusion from the experimental study is that the bandgap remains apporoximately unchanged in CPO-27-Zn and

CPO-27-Mg, while there is a significant drop in the bandgap in CPO-27-Mn.

However, the change of bandgap upon dehydration of CPO-27-Zn, which also causes a change in the coordination number

of the zinc atom, is very small.

This is in good agreement with previous published results, but does not agree with any of the conclusions from the

calculations.

Therefore, the models constructed does not fully represent the compound CPO-27-Zn.
 
Responsible for this website 
University of Oslo Library


Contact Us 
duo-hjelp@ub.uio.no


Privacy policy
 

 

For students / employeesSubmit master thesisAccess to restricted material

Browse

All of DUOCommunities & CollectionsBy Issue DateAuthorsTitlesThis CollectionBy Issue DateAuthorsTitles

For library staff

Login
RSS Feeds
 
Responsible for this website 
University of Oslo Library


Contact Us 
duo-hjelp@ub.uio.no


Privacy policy