Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"

Kami telah melakukan studi ab-initio pada hexagonal boron nitride (hBN) yang disisipkan antara lapisan-lapisan Ni(111) untuk menyelidiki antarmuka dari struktur bahan ini. Dalam studi ini, kami menggunakan sebanyak tiga lapisan atom Ni dalam satu bagian lempeng Ni dalam Ni(111)/hBN/Ni(111) untuk menentukan susunan atom yang tepat di daerah antarmuka. Perhitungan density functional theory untuk 36 struktur, menjadi dua kali lipat bergantung pada arah momen magnetik, yaitu konfigurasi paralel (PC) dan konfigurasi anti-paralel (APC), menunjukkan bahwa jumlah ikatan kimia lemah yang terbentuk dalam hibridisasi pd antara atom N dan Ni memiliki peranan yang sangat penting. Sebanyak maksimum dua ikatan hibridisasi pd menstabilkan struktur ini, dengan APC terbukti sebagai konfigurasi yang sangat stabil dan sesuai dengan hasil eksperimen terdahulu. Pada keadaan energi terendah, momen magnetik terinduksi pada atom N muncul ketika atom N digeser mendekati salah satu dari atom-atom N. Menariknya, arah momennya diubah oleh posisi lapisan N dan menghasilkan keadaan bi-stable dengan cara polarisasi elektrik ketika APC dipilih. Perhitungan probabilitas transmisi Ni/hBN/Ni yang telah memiliki struktur antarmuka yang tepat pada pusat persambungan, menunjukkan efek spin-filtering dimana arus dengan spin terpolarisasi dikontrol dengan medan listrik ketika pembalikan yang diinduksi sebuah medan diberikan.

---

We undertook an ab-initio study of hexagonal boron nitride (hBN) sandwiched between Ni(111) layers to examine the interface of this material structure. We considered Ni(111) /hBN/Ni(111) with a slab with three Ni atomic layers to determine the exact atom arrangement at the interface. The density functional theory calculations for 36 stacking arrangements, which are doubled with respect to the magnetic alignment of slabs in an anti-parallel configuration (APC) and parallel configuration (PC), revealed that the number of formed weak chemical bonds, in the pd-hybridization between the N and Ni atoms, is decisive. A maximum of two pd-hybridization bonds stabilized the structure, with APC proving to be the most favorable magnetic alignment, in line with the results of previous experimental studies. In the lowest energy state, an induced magnetic moment at an N site appears when N is moved closer to one of the Ni atoms. Interestingly, the moment direction is switched by the position of the N layer in the resulting bi-stable state with electrical polarization when APC is chosen. The transmission probability calculation of Ni/hBN/Ni having the determined interface structure at the center of the junction exhibits a spin-filtering effect where the spin-polarized current is controlled by the electric field when a field-induced reversal of the polarization is realized.

"

"Potensi gas hidrogen untuk diimplementasikan sebagai pembawa energi tanpa emisi sangat menjanjikan. Namun ada beberapa kendala yang harus dihadapi dalam pengimplementasiannya, yakni pengembangan teknologi penyimpanan gas hidrogen. Penyimpanan gas hidrogen dalam suatu adsorben karbon nanostruktur seperti carbon nanotube menjadi salah satu pilihan untuk dapat meningkatkan kapasitas penyimpanannya. Namun, banyaknya penelitian eksperimen yang tidak memberikan hasil yang reproducible menyebabkan perlunya ada pengembangan penelitian teoritis adsorpsi gas hidrogen dengan pendekatan termodinamika molekuler. Dengan kalkulasi struktur elektronik ab initio, energi potensial interaksi antar molekul gas hidrogen diestimasi sebesar 0,099 kcal/mol dan antara gas hidrogen dengan carbon nanotube diestimasi sebesar 1,057 - 1,142 kcal/mol. Energi potensial tersebut direpresentasikan ke dalam persamaan nilai parameter potensial klasik sebagai fungsi dari diameter carbon nanotube agar didapatkan model potensial yang paling presisi. Setelah mendapatkan nilai-nilai parameter potensial interaksinya, simulasi dinamika molekuler dilakukan dengan ensemble canonical untuk menganalisa adsorpsi gas hidrogen pada permukaan luar carbon nanotube. Dari hasil pengolahan data simulasi dinamika molekuler, didapatkan bahwa kalor isosterik berkurang dari 1,6 kcal/mol hingga menjadi 0,2 kcal/mol pada kondisi permukaan adsorben jenuh. Hasil ini cukup sesuai dengan hasil penelitian eksperimental literatur lainnya.

---

The potency of hydrogen gas to be implemented as energy carrier with zero emission is very promising. Unfortunately, there are still crucial problems on its implementation, one of them is the development of hydrogen storage technology. Storing hydrogen gas on nanostructured carbon adsorbent could be an alternative to improve the storage capacity. However, the fact that there were so many experimental researches that couldn?t provide reproducible results creates a need to develop theoritical research on hydrogen gas adsorption on carbon nanotube using moleculer thermodynamics approach.

Using ab initio electronic structure calculations, The interaction potential energies between hydrogen molecules were estimated to be 0.099 kcal/mol and between hydrogen molecule and the outer surface of carbon nanotube were estimated to be 1.057 - 1.142 kcal/mol. The potential energies then were represented into an equation of potential parameter as a function of carbon nanotube diameterin order to get the most precise interaction potential model. Molecular dynamics simulations were performed on canonical ensemble to analyze hydrogen gas adsorption on outer surface of carbon nanotube.

From our calculations results, the isosteric heat of hydrogen physical adsorption on carbon nanotube were estimated to be 1.6 kcal/mol and decreased to 0.2 kcal/mol on saturated surface condition. This results are acceptable with some previous experimental researches results."