Graphen und Graphit als Vertreter sp2-hybridisierter Kohlenstoffmaterialien weisen sehr gute elektronische Eigenschaften auf, die sich in vielen Fällen durch Adsorption oder Interkalation von Metallatomen weiter verbessern lassen. In dieser Arbeit wird die atomare Struktur von nickelinterkaliertem Graphit sowie von nickelbesetztem Mono- und Bilagen-Graphen und deren Stabiität mittels Dichtefunktionaltheorie berechnet und untereinander verglichen. Durch Untersuchung des Einflusses der Nickelatomdichte sowie von Anzahl und Abstand der Kohlenstofflagen werden verallgemeinerte Vorhersagen für Graphitmaterialien mit Nickelinterkalation und deren Verhalten bei externen Verspannungen möglich. Abschließend wird der Einfluss der Nickelatome auf die elektronischen Eigenschaften anhand der Bandstruktur untersucht. Aufgrund zusätzliche Bänder in der Nähe der Fermienergie kann eine Verbesserung des elektrischen Transportes angenommen werden.:Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Symbolverzeichnis
1. Einleitung
2. Überblick zu Kohlenstoffmaterialien
2.1. Formen des Kohlenstoffs
2.2. Interkalation
2.3. Elektronische Eigenschaften
3. Dichtefunktionaltheorie
3.1. Motivation
3.2. Das Hohenberg-Kohn-Theorem
3.3. Berechnung der Elektronendichte
3.4. Abschätzung der Austausch-Korrelations-Energie
3.4.1. Lokale Dichtenäherung
3.4.2. Verallgemeinerten Gradientennäherung
4. Simulationsmethodik
4.1. Modellsystem
4.2. Software und Rechenparameter
5. Ergebnisse
5.1. Gleichgewichtspositionen
5.1.1. Nickelbesetztes Graphen
5.1.2. Interkalierte Systeme
5.1.3. Betrachtung höherer Nickeldichten
5.2. Einfluss des Lagenabstandes und Stabilitätsbetrachtungen
5.3. Elektronische Eigenschaften
5.3.1. Einfluss der geometrischen Struktur
5.3.2. Bandstruktur von nickelbesetztem Graphen
5.3.3. Bandstrukturen der interkalierten Systeme
6. Zusammenfassung und Ausblick
A. Einfluss der Nickeldichte
B. SCAN-Funktional und ebeneWellen
C. Energielandschaften bei konstantem Lagenabstand
D. Spineffekte in der Bandstruktur
E. Fette Bandstruktur der weiteren Systeme
Literaturverzeichnis
Selbstständigkeitserklärung
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:79371 |
| Date | 24 June 2022 |
| Creators | Dick, Daniel |
| Contributors | Gemming, Sibylle, Schuster, Jörg, Fuchs, Florian, Technische Universität Chemnitz, Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/updatedVersion, doc-type:bachelorThesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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