است همانطور که در

حالت خالص به مقدار ثابت میانگین ۶۴/۱کاهش پیداکرده است درواقع انتظار می رفت که به علت بزرگتربودن شعاع اتمی اتم آلومینیوم نسبت به کربن طول های پیوندی اطراف اتم آلومینیوم افزایش یافته باشد اما برخلاف انتظار طول های پیوندی کاهش قابل توجهی را داشته اند واما درمورد زوایه پیوندی موافق انتظار ما پیش رفته است یعنی انتظار ما کاهش زوایه پیوندی در اطراف اتم آلومینیوم است که محاسبات نیز صحت این انتظار رانشان می دهد ودر اطراف اتم آلومینیوم به خصوص در مناطق C11-Al-C12وAl-C12-Si23 وC12-Si23-C13 از مقادیر اولیه ۸۳/۱۲۱، ۸۴/۱۱۹و۸۳/۱۲۱ به مقدار میانگین ۹۹/۱۱۵آنگستروم در حالت جایگزینی کاهش یافته است .
در حضور اتم فسفر نیز هم چون جایگزینی اتم آلومینیم تقریبا در تمامی طول های پیوندی کاهش قابل ملاحظه ای مشاهده می شود و در C12 – P ، C13-P ، C33 -P ازمقداراولیه ۸۰/۱ ، ۸۰/۱ و ۸۴/۱ به ۶۸/۱ ، ۶۹/۱ و ۷۳/۱ آنگستروم تغییر یافته اند بزرگتر بودن شعاع اتمی اتم فسفر و نیاز به اشغال فضای بیشتر سبب کاهش زوایایSi22-C12-P، C12-Si22-C32 و P-C33-Si43 از مقادیر اولیه ۸۴/۱۱۹ ، ۴۵/۱۱۷ و ۰۳/۱۱۹ آنگستروم به ۹۹/۱۱۸ ، ۱۷/۱۱۵ ، ۹۹/۱۱۸ آنگستروم شده است.
جدول ۳-۲ پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم
(۸,۰)Zigzag model (layer2)
Length bond(?)
ProPerties
Prinstine
DoPed AL
DoPed P
DoPed AL-P
C11-Si22/Al
۱.۸۰
۱.۶۴
۱.۷۵
۱.۸۹
C12-Si23/P
۱.۸۰
۱.۶۴
۱.۶۸
۱.۶۷
C13-Si23/P
۱.۸۰
۱.۶۴
۱.۶۹
۱.۷۰
Si24-C34
۱.۸۴
۱.۶۴
۱.۸۱
۱.۸۱
Si23/P -C33
۱.۸۴
۱.۶۴
۱.۷۳
۱.۷۶
Si22/Al -C32
۱.۸۴
۱.۶۴
۱.۸۰
۱.۹۳
C12-Si22/Al
۱.۸۰
۱.۶۴
۱.۸۰
۱.۹۳
C13-Si23/P
۱.۸۰
۱.۶۴
۱.۸۰
۱.۷۸
Angle bond
C11-Si22/Al -C12
۱۲۱.۸۳
۱۱۵.۹۹
۱۲۲.۹۹
۱۲۶.۸۱
Si22/Al -C12-Si23/P
۱۱۹.۸۴
۱۱۵.۹۹
۱۱۸.۹۹
۱۱۸.۱۸
C12-Si23/P -C13
۱۲۱.۸۳
۱۱۵.۹۹
۱۲۲.۲۷
۱۲۳.۵۶
Si23/P -C13-Si24
۱۱۹.۸۲
۱۱۵.۹۹
۱۲۲.۲۷
۱۲۰.۷۱
C12-Si22/Al -C32
۱۱۷.۴۵
۱۲۰.۱۵
۱۱۵.۱۷
۱۱۲.۸۴
C12-Si23/P -C33
۱۱۷.۴۵
۱۲۰.۱۵
۱۱۸.۶۳
۱۱۹.۷۳
Si23/P -C33-Si43
۱۱۹.۰۳
۱۲۰.۱۵
۱۱۸.۹۹
۱۱۸.۵۲
Si24-C34-Si43
۱۱۹.۰۳
۱۲۰.۱۵
۱۱۸.۵۳
۱۱۷.۲۳

۳-۲-۱ بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه سوم
نتایج بررسی طول پیوند لایه سوم نانولوله سیلیسم کاربید در جدول ( ۳-۳) آمده است همانند لایه های بررسی شده پیشین این لایه نیز به وسیله دو اتم آلومینیم و فسفر جایگزین شده است . شکل (۴-۳) نانولوله های جایگزین شده با اتم آلومینیم ، فسفر و آلومینیم – فسفر را نشان می دهد.

(الف) (ب) (پ)
شکل (۳-۴) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه سوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر
همانگونه که نتایج محاسبات طول پیوند جدول (۳-۳) نشان می دهد با ورود اتم آلومینیوم در سطح نانولوله به جای اتم C33 در اکثر طول های پیوندی تغییرات جشمگیری دیده می شود این تغییرات در مناطقSI42-Al، Al-SI43 وAl-Si23قابل توجه ترمی باشد به عبارتی مقادیر طول پیوند در این نواحی از مقادیر اولیه افزایش شدیدی پیداکرده است با جایگزینی اتم فسفر به جای اتم کربن نیز افزایش شایان ذکری در طول های پیوندی اطراف اتم جایگزین شده ملاحضه می گردد اما به علت کوچک بودن شعاع اتمی اتم فسفر نسبت به اتم آلومینیوم این تغییرات طول پیوند نسبت به آلومینیوم کمتر افزایش یافته و در سایر مناطق تغییرات چندان محسوس نمی باشد.
زوایای پیوندی تقریبا در تمامی مناطق تغییر داشته است به طوری که باجایگزینی اتم فسفر و آلومینیوم در اطراف جایگزینی کاهش قابل توجه زوایای پیوندی مواجه هستند اما زوایای پیوندی در اطراف اتم آلومینیوم کاهش شدیدتری نسبت به اتم فسفر داشته است در واقع به علت بزرگ بودن اندازه اتم آلومینیوم، برای اشغال فضای بیشتر در اطراف خود زوایا را کوچکتر کرده است اما اتم فسفر نسبت به آلومینیوم به فضای کمتری در اطراف خود نیازمند است پس زوایای پیوندی رابیشتر از آلومینیوم افزایش می دهد.
اما جایگزینی همزمان اتم های فسفرو آلومینیوم در سطح نانولوله سیلیسیم کاربید درلایه سوم نیز صحت گفته های فوق را تایید می کند به طوری که طول های پیوندی در اطراف هر دو اتم های فسفر و آلومینیوم تغییر یافته است و با افزایش چشم گیری روبرو هستند اما این افزایش طول در اطراف اتم آلومینیم بیشتر از اتم فسفرمی باشد درمورد زوایای پیوندی نیزمشاهده می شود که زوایای پیوندی در اطراف هردواتم آلومینیوم و فسفر بیشتر از سایر زوایا تغییر کرده است به عبارتی زوایای پیوندی در اطراف اتم های آلومینیوم و فسفر کاهش پیدا کرده است اما این کاهش در اطراف اتم آلومینیوم بیشتر مشاهده می شود.
جدول ۳-۳ پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم
(۸,۰)Zigzag model (layer3)
Length bond(?)
ProPerties
Prinstine
DoPed Al
DoPed P
DoPed Al-P
Si41-C32/P
۱.۸۰
۱.۸۳
۲.۲۴
۲.۲۲
C32/P -Si42
۱.۸۰
۱.۸۳
۲.۲۳
۲.۳۰
Si42-C33/Al
۱.۸۰
۲.۴۳
۱.۷۵
۲.۳۶
C33/Al -Si43
۱.۸۰
۲.۴۳
۱.۸۰
۲.۴۲
Si43-C34
۱.۸۰
۱.۸۲
۱.۷۶
۱.۸۱
Si22-C32/P
۱.۸۴
۱.۸۶
۲.۲۶
۲.۲۶
C33/Al -Si23
۱
.۸۴
۲.۳۸
۱.۸۴
۲.۴۳
Si42-C52
۱.۸۴
۱.۸۶
۱.۸۰
۱.۸۴
Angle bond
Si41-C32/P -Si42
۱۱۷.۵۶
۱۱۹.۶۱
۹۲.۱۹
۱۰۱.۵۴
C32/P -Si42-C33/Al
۱۱۸.۷۸
۱۲۳.۴۷
۱۲۱.۷۰
۱۲۲.۰۷
Si42-C33/Al -Si43
۱۱۷.۵۶
۹۰.۲۵
۱۱۵.۹۹
۷۷.۹۶
C33/Al -Si43-C34
۱۱۸.۷۸
۱۲۳.۴۷
۱۲۰.۳۰
۱۲۵.۳۹
C32/P -Si42-C52
۱۱۹.۰۴
۱۱۷.۳۹
۱۱۴.۳۵
۱۰۹.۱۹
C33/Al – Si42-C52
۱۱۹.۰۴
۱۱۷.۰۷
۱۲۳.۸۱
۱۲۷.۱۲
C33/Al -Si43-C53
۱۱۹.۰۴
۱۱۷.۰۷
۱۱۸.۹۸
۱۱۹.۲۱
Si43- C33/Al -Si23
۱۱۹.۰۴
۹۷.۹۴
۱۱۷.۷۸۴
۹۱.۶۰

۳-۲-۱ بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه چهارم
شکل (۳-۵) نمایشی از جایگزینی اتم های فسفر و آلومینیوم در سطح نانولوله سیلیسیم کاربید را نشان می دهد.

(الف) (ب) (پ)
شکل (۳-۵) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (۰و۸) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه چهارم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر
نتایج بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در جدول (۳-۴)آمده است همانطور که در بررسی نتایج نشان داده شده است با جایگزینی اتم آلومینیوم در سطح نانولوله تقریبا تمامی طول های پیوندی با تغییر روبرو هستند که این تغییرات در C33-Al،AL-C34،Al-C53 قابل ملاحظه تر است یعنی از مقدار اولیه ۸۰/۱،۸۰/۱و۸۴/۱ را به مقدار ۹۰/۱،۹۰/۱و۹۴/۱در حالت جایگزینی افزایش پیدا کرده است باید گفت که شعاع اتمی بزرگتر اتم آلومینیوم نسبت به کربن جایگزین شده باعث این افزایش شده است اما در حضور اتم فسفر کاهش شایان ذکری در مقادیر طول پیوند بخصوص در مواضع C32-P، P-C33 و P-C52 مشاهده می شود که از مقدار اولیه ۸۰/۱،۸۰/۱و۸۴/۱ آنگسترم در حالت اولیه به مقادیر۶۹/۱،۶۹/۱،و۷۵/۱رسیده است در واقع نسبت به مقدار اولیه حدود۱۱/۰ کاهش طول داشته است که این بدان معنا است که نسبت به مقدار اولیه حدود ۱۰/۰ افزایش طول پیدا کرده است
بررسی نتایج زوایای پیوندی جدول (۳-۴)نشان می دهد که زاویه پیوندی پیوندی تقریبا در سراسر نانولوله تغییر پیدا کرده است اما با جایگزینی اتم آلومینیوم در سطح نانولوله ملاحضه می گردد این اتم تاثیر قابل توجهی زاویه های پیوندی محیط اطراف خود داشته است این بدان معناست که اتم آلومینیوم به فضای بیشتری در درون نانولوله نیاز دارد وبرای اشغال فضای بیشتر ناگزیر زوایای پیوندی اطراف خود را کمترکرده است
جدول ۳-۴ پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم
(۸,۰)Zigzag model (layer4)
Length bond(?)
ProPerties
Prinstine
DoPed Al
DoPed P
DoPed Al-P
C32-Si42/P
۱.۸۰
۱.۷۹
۱.۶۹
۱.۷۱
Si42/P-C33
۱.۸۰
۱.۷۵
۱.۶۹
۱.۶۶
C33-Si43/Al
۱.۸۰
۱.۹۰
۱.۸۰
۱.۹۳
Si43/Al -C34
۱.۸۰
۱.۹۰
۱.۷۵
۱.۸۷
Si42/P -C52
۱.۸۴
۱.۸۵
۱.۷۵
۱.۷۸
Si43/Al -C53
۱.۸۴
۱.۹۴
۱.۸۰
۱.۹۳
C53-Si23
۱.۸۴
۱.۷۹
۱.۸۵
۱.۸۴
C34-Si24
۱.۸۴
۱.۷۹
۱.۸۳
۱.۸۰
Angle bond
C32-Si42/P-C33
۱۱۸.۷۸
۱۲۱.۸۵
۱۱۹.۸۵
۱۲۲.۰۴
Si42/P -C33-Si43/Al
۱۱۷.۵۶
۱۱۴.۵۸
۱۱۷.۰۱
۱۱۸.۰۱
C33-Si43/Al -C34
۱۱۸.۷۸
۱۲۰.۸۴
۱۱۹.۳۰
۱۱۹.۵۲
Si43/Al -C34-Si44
۱۱۷.۵۶
۱۱۴.۴۹
۱۱۵.۰۱
۱۱۳.۵۵
C32-Si42/P -C52
۱۱۹.۰۴
۱۱۷.۳۸
۱۱۹.۷۳
۱۱۷.۵۲
Si42/P -C33-C52
۱۱۹.۰۴
۱۱۹.۹۳
۱۱۹.۷۲
۱۲۰.۰۴
C33-Si43/Al -C53
۱۱۹.۰۴
۱۱۷.۹۸
۱۱۷.۸۹
۱۱۵.۸۸
C53-Si43/Al -C34
۱۱۹.۰۵
۱۱۷.۹۷
۱۲۱.۱۷
۱۲۰.۱۷

۳-۳ بررسی پارامترهایNMR نانولوله زیگزاگ (۰و۸) سیلیسیم کاربید
محاسبات طیف رزونانس مغناطیس هسته ای براساس متد GIAOانجام شده تنسورهای

پوشش را در سه جهت مختصاتی { ZZوYYوXX } تعیین گردیده و با استفاده ازروابط (۲-۱) و (۲-۲) آنها به کمیت های ایزوتروپیک وآنیزوتروپیک تبدیل می کنیم بررسی نتایج محاسبات NMR نشان می دهد که نانولوله زیگزاک سیلیسیک کاربید به ۴لایه تقسیم شده است وهسته های هر لایه دارای خواص الکترواستاتیک معادل می باشند.
۳-۳-۱ بررسی پارامترهایNMR نانولوله زیگزاگ (۰و۸) سیلیسیم کاربید در لایه اول
۳-۳-۱-۱ بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته ۲۹Siو ۱۳Cدر جایگزینی با اتم Al در لایه اول
نتایج حاصل از محاسبات پارامترهای پوشش شیمیایی CSI و CSA در جدول (۳-۵) و تغییرات بر حسب موقعیت های اتم ها در شکل (۳-۶) و (۳-۷) برای هسته های سیلیسیم و کربن حالت زیگزاک (۰و۸) ارائه شده است.
پارامترهای CSI در هسته B وC شامل ۴ لایه است که به صورت لایه های ۱، ۲، ۳ و ۴ می باشد که هر لایه دارای خواص الکترواستاتیکی مشابه است و به ترتیب دارای مقادیر میانگین ۳۱۰، ۳۱۰، ۳۱۷ و ۳۱۷ می باشد. کمترین مقادیر CSIمربوط به لایه اول وسوم که چگالی کمتر الکترونی در این لایه را نشان می دهد وبیشترین مقدار CSI مربوط به لایه سوم و چهارم است که بیانگر بیشتر بودن تراکم ابر الکترونی در اطراف هسته ها است. نتایج ارائه شده درجدول (۳-۵) و شکل (۳-۶) نشان می دهد که زمانی که اتم آلومینیوم جایگزین اتم کربن می شود مقادیر CSI در تمامی لایه ها کاهش اندکی نسبت به مقدار اولیه داشته است بجز در موقعیت های Si23 و Si22که این کاهش محسوس تر می باشد به طوری که مقدار CSI در آن ها از مقدار ۳۱۰ و۳۱۱ در حالت اولیه به مقادیر ۲۶۷ و ۲۶۴ کاهش یافته است این بدان معناست که اتم آلومینیوم در این هسته ها ابر الکترون کشندگی دارد در واقع این نقاط نزد
یک به اتم جایگزین شده آلومینیوم می باشد این عامل به علت آن است که شعاع اتمی آلومینیوم کمتر از اتم سیلیسیم می باشد. پس چگالی ابر الکترون در اطراف این هسته ها بیشتر از سایر مناطق است و در سایر نقاط تغییرات زیاد چشمگیر نیست اما در مورد مقادیر CSA هسته سیلیسیم ملاحظه می شود که با جایگزینی اتم آلومینیوم نقاط Si22، Si23،Si46 ، Si27 و Si26 روند افزایشی و نقاط Si45 ،Si43 ، Si41وSi21 کاهش زیادی داشته اند ودر سایر نقاط بسیار ناچیز است.
اما مقایسه مقادیر پوشش شیمیایی CSI هسته های کربن جدول (۳-۵) و شکل (۳-۷) نشان می دهد که پارامترهای CSI برای هسته های P به ۲ لایه تقسیم می شوند که در لایه یک و سه به ترتیب به صورت ۱۱۶ و ۱۰۳ می باشد. همانگونه که نمودار شکل (۳-۷) واضح است با جاگزینی اتم آلومینیوم به جای اتم کربن مقادیر CSI هسته های کربن در تمامی موقعیت های نانولوله افزایش یافته است بجزدر محل هایC14 و C12که در واقع نقاط مجاور اتم آلومینیوم جایگزین شده می باشد. در حقیقت شعاع اتمی اتم آلومینیوم از هسته کربن بیشتر است. به همین دلیل دانسیته ابرالکترون با جایگزینی اتم آلومینیوم در کل نانولوله بیشتر شده است که این مطلب نشان دهنده قوی بودن نیروی الکترومغناطیس لازم جهت تغییر اسپین در این هسته ها می باشد. اما درمورد مقادیرCSA هسته های کربن باید گفت که با ورود اتم آلومینیوم مواضع C 11 ، C 15، C 17، C 18، C 21و C36 کاهش چشمگیری نسبت به مدل اولیه داشته اند در حالی که هسته های C 12، C 14، C 16، C 32 و C 33 افزایش نسبی قابل ملاحظه ای داشته اند که نشان دهنده تغییر دانسیته ابر الکترونی در راستای محورZ می باشد.
۳-۳-۱-۲ بررسی پارامترهای CSIو CSA هسته ۲۹Siو ۱۳Cدر جایگزینی با اتم P در لایه اول
مقایسه مقادیر پوشش شیمیایی CSAو CSI در جدول (۳-۶) و شکل (۳-۸) آمده است با ورود اتم فسفر برسطح نانولوله تقریبا تمامی موقعیت های نانولوله نسبت به مدل اولیه کاهش چشمگیری داشته است. این بدان معناست که اتم فسفر جایگزین شده بر نانولوله را تحت تاثیر قرار داده و به نوبه خود