Computational Characterisation of Gold Nanocluster Structures

در این پایان نامه، اندرو لاگزدیل نشان می دهد که شیمی محاسباتی ابزار قدرتمندی در علم نانو معاصر است، که مشاهدات تجربی را تکمیل می کند و به هدایت آزمایش های آینده کمک می کند. هدف این دکترای خاص، بیشتر درک ما از ترجیحات ساختاری و ترکیبی در نانوذرات طلا، و همچنین ترجیحات ترکیبی و ترتیب شیمیایی در نانوآلیاژهای دو فلزی تشکیل شده با فلزات نجیب دیگر، مانند پالادیوم و پلاتین است. نکات برجسته عبارتند از: محاسبات ترجیحات ساختاری و پاسخ نوری نانوذرات طلا و نانوآلیاژهای حاوی طلا. طراحی و اجرای الگوریتم‌های عددی جدید برای توصیف ساختاری نانوذرات طلا از تصاویر میکروسکوپ الکترونی؛ و محاسبات ساختار الکترونیکی که تعامل نانوذرات طلا با گرافن و زیرلایه‌های گرافیت را بررسی می‌کنند. نتایج ارائه‌شده در اینجا پیامدهای قابل‌توجهی برای تحقیقات آینده در مورد خواص شیمیایی و فیزیکی نانوذرات مبتنی بر طلا دارد و برای بسیاری از محققانی که روی جنبه‌های تجربی و نظری کار می‌کنند مورد توجه است. علم نانو.

In this thesis, Andrew Logsdail demonstrates that computational chemistry is a powerful tool in contemporary nanoscience, complementing experimental observations and helping guide future experiments. The aim of this particular PhD is to further our understanding of structural and compositional preferences in gold nanoparticles, as well as the compositional and chemical ordering preferences in bimetallic nanoalloys formed with other noble metals, such as palladium and platinum. Highlights include: calculations of the structural preferences and optical-response of gold nanoparticles and gold-containing nanoalloys; the design and implementation of novel numerical algorithms for the structural characterisation of gold nanoparticles from electron microscopy images; and electronic structure calculations investigating the interaction of gold nanoparticles with graphene and graphite substrates.The results presented here have significant implications for future research on the chemical and physical properties of gold-based nanoparticles and are of interest to many researchers working on experimental and theoretical aspects of nanoscience.