استقصاء الخصائص التركيبية والبصرية اللاخطية للبوليمايد باستخدام نظرية دالة الكثافة الوظيفية

رسالة ماجستير

اسم الباحث : زينب عادل احمد

اسم المشرف : د. قاسم حسن عبيد أ.م د. محمد عبدالحسين الكعبي

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية العلوم

الاختصاص : علوم الفيزياء

سنة نشر البحث : 2024

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة
في هذه الدراسة، تم إجراء حسابات نظرية الكثافة الوظيفية لدراسة الخصائص التركيبة والخصائص البصرية غير الخطية (NLO) والتحليل الطيفي لمونومر البوليمايد. تم إجراء مسح سطح الطاقة الكامنة (PES) باستخدام الطريقة شبه التجريبية PM6 للتنبؤ بأفضل شكل للمونومر .وقد تم استخدام الدالة B3LYP، التي تستخدم وظيفة التبادل الهجين ثلاثية المعلمات لـ Beck ووظيفة الارتباط Lee-Yang-Parr، و6-311G(d,p) بشكل فعال لتحسين المونومر وتقييم الخصائص. لقد تبين أن متوسط القيمة المحسوبة لأطوال الروابط لحلقة البنزين هو 1.392 بوحدات الانجستروم ، في حين أن متوسط قيمة زوايا الرابطة هو 119.8 درجة. ان أطوال وزوايا الاواصر التي تم الحصول عليها من نظرية الكثافة الوظيفية كانت متوافقة بصورة جيدة مع النتائج التجريبية.
تمت أيضًا دراسة توزيع الشحنات باستخدام طريقة(NBO) ، والخصائص البصرية اللاخطية مثل عزم ثنائي القطب والاستقطاب وفرط الاستقطاب من الدرجة الأولى وكذلك التاثرية. أدى ملاحظة التوزيع غير المتساوي للشحنات إلى عزم ثنائي القطب غير صفري قدره 1.52ديباي.
وأخيرا، تم الحصول على طيف الأشعة تحت الحمراء وتحليله بعد استخدام معامل قياس قدره 0.9679. كذلك تمت دراسة طيف امتصاص الأشعة فوق البنفسجية باستخدام طريقة TD-B3LYP وبنفس مجموعة الأساس. وقد وجد أن الطول الموجي الأقصى عند قوة المذبذب (f = 0.0007) هو 513 نانومتر وهو ما يتوافق بصورة جيدة مع القيمة العملية والمساوية لـ 500 نانومتر.

Polyimide Structural and Non - Linear Optical Properties Investigation Utilizing the Density Functional Theory

Abstract
In this study, density functional theory (DFT) calculations were performed to investigate the structural, nonlinear optical (NLO), and spectroscopy properties for the pristine Polyimide (PI) monomer. The potential energy surface (PES) scan was performed using the semi-empirical method PM6 to predict the best conformer. The B3LYP functional, which employs Beck’s three-parameters hybrid exchange functional and the Lee-Yang-Parr correlation functional, and 6-311G(d,p) were used effectively to optimize the monomer and assess the properties. The calculated average value of bond lengths was found to be 1.392 in Angstrom units, while the average value of the bond angles was 119.8 in Degree units. The bond lengths and bond angles from DFT were in good agreement with the experimental data.
The charge distribution by natural bond orbitals (NBO) methode, and NLO properties as dipole moment, polarizability, first-order hyperpolarizability, and susceptibility were also studied. The observation of an uneven distribution of charges led to a non-zero dipole moment of 1.52 Debye.
Finally, the infrared spectrum was obtained and examined after being adjusted by a scaling factor of 0.9679. The UV absorption spectrum was investigated using the TD-B3LYP method with the same basis set. The maximum wavelength at the oscillator strength (f = 0.0007) was found to be 513 nm, which is in good agreement with the experimental value of 500 nm.