7224

بررسي خواص ساختاري و الكتريكي و اپتيكي مواد توسط رهيافت نظريه تابع چگالي

كارشناسي

فيزيك - حالت جامد

1399

محمدرضا زماني ميميان

1400/02/28

فيزيك

Investigation of structural, electronical and optical properties of materials using Density functional theory

در اين مقاله با استفاده از محاسبات نظريه تابع چگالي، تقريب هاي LDA(Local-Density Approximation) و GGA (Generalized Gradient Approximation) و با به كارگيري بسته محاسباتي سيستا (SIESTA) (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms) و نرم افزار Gnuplot انرژي كر و طول پيوند مولكول هيدروژن و همگرايي واص سيستم مولكول آب بر حسب اندازه سلول واحد را بررسي كرده ايم. نتايج محاسبات براي مولكول هيدروژن نشان مي دهد كه در فا له بين اتمي 0.4 آنگستروم به قبر بيشترين انرژي را دارد زيرا هنگامي كه اتم ها بيش از اندازه به يكديگر نزديك مي شوند با نيروي دافعه ي شديدي يكديگر را دفع مي كنند و در 0.8 آنگستروم كه مينيمم فا له ي تعادلي هست نيروي وارد به اتم ناديده گرفته مي شوند. از آن پس انرژي به آرامي با شيب در حال كاهش افزايش مي يابد زيرا براي مولكول هايي كه قطبيده نيستند برهم كنش ها در فا له ي دور به شكر جاذبه است و با توان ششم فا له رابطه ي معكوس دارد. نتايج محاسبات براي مولكول آب نشان مي دهد كه سيستم مولكول آب يك سيستم غير دوره اي است ولي سيستا از شرايط مرزي دوره اي استفاده مي كند بنابراين بايد از ابر سلول استفاده شود. اولين نتايج نشان داد كه انرژي كر (ev) با تغيير ثابت لاتيس افزايش مي يابد در حالي كه انتظار مي رفت همه ي ويژگي مستقر از اندازه جعبه شبيه سازي باشد. بنابراين بايد دوقطبيدگي كه به L وابسته است در نظر گرفته شود. نتايج بعدي نشان داد كه دوقطبي- دوقطبي مستقيم تابعي از عكس توان سوم L هست و انرژي الكترواستاتيكي، منعكس كننده بر هم كنش دوقطبي – دوقطبي القا شده از مرتبه عكس توان ششم L هست.

نظريه تابع چگالي , كد نويسي سيستا , شبه پتانسيل , Density functional theory , SIESTA programming , pseudopotential