وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه دامغان

دانشکده فیزیک

رساله دکتری

فیزیک ماده چگال نظری

عنوان:

مطالعه خواص الکترونی و اپتیکی نانو صفحات چند لایه شش‌ضلعی بورن- نیترید: از نظریه تابعی چگالی تا اثرات بس- ‌ذره‌ای

استاد راهنما:

دکتر سید احمد کتابی

استاد مشاور:

دکتر ناصر شاه­طهماسبی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

چکیده……………………………………… 1

پیش گفتار…………………………………… 2

 فصل اول: نظریه تابعی چگالی

1-1 نظریه تابعی چگالی…………………………………….. 9

1-2 مسئله بس- ذره ای…………………………………….. 9

1-3 بررسی مختصر DFT…………………………………….

1-3-1 نظریه هوهنبرگ-کوهن…………………………………….. 13

1-3-2 معادلات کوهن- شم…………………………………….. 16

1-3-3 مقدار E_{xc……………………………………}

1-3-3-1 تقریب میدان موضعی…………………………………….. 21

1-3-3-2 تقریب چگالی اسپین موضعی………………………………….. 23

1-3-3-3 گامی فراتر: تقریب بسط شیب و تقریب شیب تعمیم یافته(GGA)……..24

1-4 مفهوم ویژه مقادیر کوهن- شم…………………………………….. 29

1-4-1 ویژه مقادیر ساختگی کوهن- شم………………………………. 29

1-4-2 مسئله ناپیوستگی XC……………………………………..

1-4-3 روش موج تخت و تقریب شبه‌پتانسیل………………………… 35

1-4-3-1 موج تخت……………………………………… 35

1-4-3-2 شبه پتانسیل…………………………………….. 38

1-5 نظریه هلمن- فاینمن…………………………………….. 42

 فصل دوم: نظریه اختلال بس- ذره‌ای

2-1 مقدمه‌ای بر طیف‌نمایی‌های‌ نظری…………………………………….. 47

2-1-1 اختلال خارجی و تابع دیالکتریک………………………………………. 49

2-1-1-1 پاسخ خطی طیف اپتیکی…………………………………….. 51

2-1-2 طیف الکترونی در KS-DFT…………………………………….

2-2 شبه- ذرات و روش توابع گرین…………………………………….. 56

2-2-1 نمایش شبه- ذرات و تابع طیفی…………………………………….. 59

2-2-2 پنج ضلعی هدین…………………………………….. 60

2-2-3 تقریب GW………………………………………

2-3 روش بته- سالپیتر: معادله‌ی دو- ذره‌ای مؤثر……………………….. 66

2-3 -1 اجزاء و تقریب‌های BSE……………………………………..

فصل سوم: مطالعه ساختار الکترونی نانو صفحه تک لایه و دو لایه شش­ضلعی بورن- نیترید

3-1 خواص ساختاری و الکترونی دو لایه شش‌ضلعی بورن- نیترید………… 78

3-2 مدل بستگی قوی برای تک لایه و دو لایه بورن- نیترید…………………. 81

3-2-1 شبکه لانه زنبوری h-BN……………………………………..

3-2-2 روش کلی…………………………………….. 83

3-2-2-1 ماتریس انتقال H……………………………………..

3-2-2-2 ماتریس همپوشانی S…………………………………….

3-3 نظریه تابعی چگالی…………………………………….. 87

3-4 نتایج انطباق طیف انرژی بین DFT و TB برای تک لایه و دو لایه بورن- نیترید……..88

فصل چهارم: مطالعه خواص الکترونی و اپتیکی دو لایه شش­ضلعی بورن- نیترید، نتایج

4-1 مقدمه……………………………………. 99

4-2 روش محاسبات……………………………………… 99

4-3 بررسی خواص الکترونی و اپتیکی……………….. 102

4-4 جمع‌بندی…………………………………….. 113

پیوست

فعالیتهای پژوهشی…………………………………….. 116

چکیده:

امروزه بطور گسترده‌ای نانو صفحات چند لایه شش­ضلعی بورن- نیترید، بعلت خواص الکترونی و اپتیکی بسیار جذاب آن­ها، بطور تجربی و نظری مورد مطالعه قرار گرفته­اند. هدف اصلی این پروژه بررسی خواص الکترونی و اپتیکی نانو ساختارهایی همچون، نانو صفحات بورن- نیترید، با استفاده از نظریه­های GW و BSE در محدوده پاسخ خطی می­باشد. در مبحث خواص الکترونی ما به محاسبه انرژی و ساختار نواری و طیف چگالی حالت شبه- ذرات خواهیم پرداخت. همچنین، از یک مدل بستگی قوی برای ساختار نواری تک- لایه و دو- لایه بورن- نیترید استفاده می­کنیم و شاخص­های جهش و انرژی­های جایگاهی را با استفاده از انطباق طرح بستگی قوی و داده­های نظریه تابعی چگالی بدست خواهیم آورد. در مبحث خواص اپتیکی، قسمت­ های حقیقی و موهومی (جذب اپتیکی) تابع دی­الکتریک، در اثر قرار دادن نانو صفحه در دو راستای میدان موازی (قطبش موازی) و میدان عمودی (قطبش عمودی)، و همچنین انرژی و اثرات  اکسیتونی و تابع توزیع احتمال الکترون در اثر قرار دادن مکان حفره در جایگاه ثابت، را بدست خواهیم آورد.

 بنابراین، با توجه به این­که محاسباتی در زمینه­ی تاثیر آثار بس- ذره­ای برای نانو صفحات چند لایه شش­ضلعی بورن- نیترید انجام نشده است، این نتایج برای مطالعات تجربی و نظری آینده روی این­چنین ساختارها می­تواند مفید باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.