👈فول فایل فور یو ff4u.ir 👉

مطالعه خواص الكتروني و اپتيكي نانو صفحات چند لايه شش‌ضلعي بورن- نيتريد: از نظریه تابعي چگالي تا اثرات بس ‌ذره‌ايword

ارتباط با ما

دانلود


مطالعه خواص الكتروني و اپتيكي نانو صفحات چند لايه شش‌ضلعي بورن- نيتريد: از نظریه تابعي چگالي تا اثرات بس  ‌ذره‌ايword
فهرست مطالب
چكيده1
پیشگفتار2
فصل اول: نظريه تابعي چگالي
1-1 نظريه تابعي چگالي.. 9
1-2 مسئله بس- ذرهاي.. 9
1-3 بررسي مختصر DFT. 13
1-3-1 نظريه هوهنبرگ-كوهن.. 13
1-3-2 معادلات كوهن- شم16
1-3-3 مقدار Exc20
1-3-3-1 تقريب ميدان موضعي.. 21
1-3-3-2 تقريب چگالي اسپين موضعي.. 23
1-3-3-3 گامي فراتر: تقريب بسط شيب و تقريب شيب تعميم يافته(GGA)24
1-4 مفهوم ويژه مقادير كوهن- شم.. 29
1-4-1 ويژه مقادير ساختگي كوهن- شم29
1-4-2 مسئله ناپيوستگي XC.. 30
1-4-3 روش موج تخت و تقريب شبه‌پتانسيل.. 35
1-4-3-1 موج تخت... 35
1-4-3-2 شبه پتانسيل.. 38
1-5 نظریه هلمن- فاینمن.. 42
 
فصل دوم: نظريه اختلال بس- ذره‌اي
2-1 مقدمه‌ای بر طیف‌نمایی‌هاي‌ نظری.. 47
2-1-1 اختلال خارجی و تابع دیالکتریک.... 49
2-1-1-1 پاسخ خطی طیف اپتيكي.. 51
2-1-2 طیف الکترونی در KS-DFT. 55
2-2 شبه- ذرات و روش توابع گرین.. 56
2-2-1 نمایش شبه- ذرات و تابع طیفی.. 59
2-2-2 پنج ضلعی هدين.. 60
2-2-3 تقریب GW... 63
2-3 روش بته- سالپيتر: معادله‌ي دو- ذره‌ای مؤثر. 66
2-3 -1 اجزاء و تقریب‌های BSE.. 71
 
فصل سوم: مطالعه ساختار الكتروني نانو صفحه تك لايه و دو لايه شش­ضلعي بورن- نيتريد
3-1 خواص ساختاري و الكتروني دو لايه شش‌ضلعي بورن- نيتريد. 78
3-2 مدل بستگي قوي براي تك لايه و دو لايه بورن- نيتريد. 81
3-2-1 شبكه لانه زنبوري h-BN.. 82
3-2-2 روش كلي.. 83
3-2-2-1 ماتريس انتقال H.. 84
3-2-2-2 ماتريس همپوشاني S. 86
3-3 نظريه تابعي چگالي.. 87
3-4 نتايج انطباق طيف انرژي بين DFT و TB براي تك لايه و دو لايه بورن- نيتريد. 88
 
فصل چهارم: مطالعه خواص الكتروني و اپتيكي دو لايه شش­ضلعي بورن- نيتريد، نتايج
4-1 مقدمه. 99
4-2 روش محاسبات... 99
4-3 بررسي خواص الكتروني و اپتيكي.. 102
4-4 جمع‌بندي.. 113
پيوست
فعاليتهاي پژوهشي.. 116
فهرست جدول‌ها
جدول 1- 1: خطاءهاي نوعي براي اتمها، مولكولها، و جامدات از محاسبات كوهن- شم در تقريب‌هاي LSD و GGA در روشي كه در اين بخش توضيح داده شد.27
جدول 1- 2: گاف انرژي محاسبه شده براي مواد مختلف در LDA و روش تابع گرين بس- ذرهاي كه با مقادير تجربي مقايسه شده است. مقادير انرژي در eV هستند.31
جدول 1- 3: ناپيوستگي XC، Δxc، و گاف نواري محاسبه شده براي نیمرساناها و عايق‌ها كه با مقادير تجربي مقايسه شده است. مقادير انرژي در eV هستند.35
جدول 3- 1: پارامترهای TB محاسبه شده از بهترين انطباق به دادههاي DFT براي تک لایه و دو لایه بورن- نیترید. همه مقادير در eV هستند.92
جدول 4- 1: فاصله بين اتمي و فاصله بين لايه‌ای محاسبه شده بورن- نيتريد100
جدول 4- 2: مقادير گاف نواري (برحسب eV) در روش DFT(LDA) و GW(RPA)105
جدول 4- 3: مكان اولين قله و انرژي اكسيتون دو لايه h-BN نشان داده شده است... 111
جدول 4- 4: ثابت ديالكتريك استاتيك الكتروني و ضريب شكست واقعي دو لايه h-BN براي قطبش نور موازي (راستاي x) و قطبش نور عمود (راستاي z) به سطح صفحه. 111
فهرست شكل‌ها
 
شكل 1- 1. الگوريتم خود سازگار اصلي.. 20
شكل 1- 2: اهميت Δxc مربوط به ساختار نواري كوهن- شم يك نیمرسانا33
شكل 1- 3: نمايشي از مفهوم شبهپتانسيل.. 39
شكل 1- 4: شبه تابع موج (خطوط پيوسته) كه بشدت داخل منطقه هسته قله دارد و شبه تابع موج فوق نرم كه توسط طرح وندربيلت (خطوط خط چين) اصلاح شده است.42
شكل 2- 1: (الف) فرايند تابش مستقيم (بررسي حالتهاي اشغال شده) (ب) فرايند تابش معكوس.... 48
شكل 2- 2: (الف) فرايند جذب اپتيكي (فوتون hυ بوسيله نمونه جذب شده و باعث برانگيخته شدن يك الكترون از نوار ظرفيت به نوار رسانش ميشود) (ب) فرايند طيفنمايي اتلاف انرژي الكترون (بر پايه پراكندگي الكترونها توسط سامانه تحت بررسي)48
شكل 2- 3: پاسخ محيط قطبیده به پتانسيل خارجي.. 52
شكل 2- 4: تغيير مقادير قابل اندازهگيري در مقياس ماكروسكوپي.. 53
شكل 2- 5: طرحوارهای از یک سامانه ذرات برهمكنشي قوي كه ميتوان آنرا به یک سامانه از ذرات غير برهمكنشي KS (سمت چپ) يا یک سامانه از شبه- ذرات برهمكنشي ضعيف (سمت راست)، شبه- ذرات، از طريق معادله توابع گرين نگاشت.58
شكل 2- 6: نمايش طرحوارهاي از تابع طيفي A با گسترش لورنتسی آن، كه با تابع طيفي ذرات مستقل، تابع دلتا، مقايسه شده است.60
شكل 2- 7: طرحي از انتگرال معادله هدين زوج شده.61
شكل 2- 8: تقريب GW... 63
شكل 2- 9: مینیمم انرژیهای گاف انرژی برای انواعی از مواد جامد65
شكل 2- 10: طرحوارهاي براي تعيين طيف اپتيكي در BSE.73
شكل 3- 1. (الف) نماي بالا و (ب) نماي جانبي از دو لايه h-BN.79
شكل 3- 2: (الف) نمايشي از شبكه لانه زنبوري با زير شبكههاي A و B، سلول واحد، و بردارهاي اصليa1 و a280
شكل 3- 3: نمايشي از پنج امكان انباشته شدن دو لايه BN.. 81
شكل 3- 4: هيبريداسيون sp2 در گرافن.. 82
شكل 3- 5: سه بردار ml، اشاره به نزديكترين همسايههاي اتم B دارد.85
شكل 3- 6: سلول واحد در نظر گرفته شده در این بخش برای (الف) تک لایه و (ب) دو لایه بورن- نیترید.88
شكل 3- 7: ساختار نواري تک لایه ششضلعی بورن- نیترید برای (الف) DFT و (ب) TB.89
شكل 3- 8: ساختار نواري دو لایه ششضلعی بورن- نیترید برای (الف) DFT و (ب) TB.90
شكل 3- 9: انطباق ساختار نواري DFT و TB براي (الف) تك لايه و (ب) دو لايه ششضلعي بورن- نيتريد.91
شكل 3- 10: (الف) نمايش طرحوارهاي از ساختار ZGNR/BNAM/ZGNR (ب) نمايش طرحوارهاي از مولكولهاي آروماتيك بورن- نيتريد (BNAMs) براي N=1, 2, 3. 93
شكل 3- 11: (الف) و (ج) احتمال گسيل (Tr) و چگالي حالت الكتروني (DOS) بر حسب انرژي براي ساختار ZGNR/AM/ZGNR.. 95
شكل 3- 12: احتمال گسيل (Tr) برحسب تابعي از تغييرات در تعداد مولكولهاي آروماتيك بورن- نيتريد (N=1, 2… 10) براي انرژي فرودي (الف)E=2eV و (ب) E=2.5eV متصل شده به نانو نوار گرافن زيگ- زاگ.96
شكل 4- 1: (الف) ياخته اوليه نماي جانبي و (ب) نماي بالا دو لایه h-BN. (ج) ابر یاخته و فاصله بين لايهای d و فاصله بین دو لايه b برای دو لایه h-BN.100
شكل 4- 2: نمودار تغییرات انرژی کل برحسب تغییرات ثابت شبکه با تقریب LDA برای دو لایه h-BN.101
شكل 4- 3: نمايشي از طرح انجام گرفته در محاسبات.102
شكل 4- 4: همگرايي گاف نواري مستقيم و غير مستقيم شبه- ذرات بر حسب (الف) و (ب) تعداد شبکهسازی منطقه وارون، (ج) و (د) تعداد باندهاي در نظر گرفته شده در محاسبات.103
شكل 4- 5: ساختار نواري الكتروني دو لايه بورن- نيتريد در طول راستاهاي تقارني كه در روش DFT(LDA) (خط پر) و تقريب GW(RPA) (خط چين) رسم شده است... 104
شكل 4- 6: (الف) قسمت موهومي (طيف جذب اپتيكي) و (ب) قسمت حقيقي تابع ديالكتريك دو لايه بورن- نيتريد، براي قطبش نور موازي (راستاي x) به سطح صفحه، با استفاده از روش LDA-RPA محاسبه شده است 106
شكل 4- 7: (الف) قسمت موهومي (طيف جذب اپتيكي) و (ب) قسمت حقيقي تابع ديالكتريك دو لايه بورن- نيتريد، براي قطبش نور موازي (راستاي y) به سطح صفحه، با استفاده از روش LDA-RPA محاسبه شده است 107
شكل 4- 8: (الف) قسمت موهومي (طيف جذب اپتيكي) و (ب) قسمت حقيقي تابع ديالكتريك دو لايه بورن- نيتريد، براي قطبش نور عمود (راستاي z) به سطح صفحه، با استفاده از روش LDA-RPA محاسبه شده است... 107
شكل 4- 9: (الف) قسمت موهومي (طيف جذب اپتيكي) و (ب) قسمت حقيقي تابع ديالكتريك دو لايه بورن- نيتريد، براي قطبش نور موازي (راستاي x) و قطبش نور عمود (راستاي z) به سطح صفحه، با استفاده از روش LDA-RPA محاسبه شده است... 108
شكل 4- 10: (الف) قسمت موهومي (طيف جذب اپتيكي) و (ب) قسمت حقيقي تابع ديالكتريك دو لايه بورن- نيتريد110
شكل 4- 11: توزيع‌هاي بار اكسيتوني از حالتهاي اكسيتوني (الف) روشن و (ب) تاريك در دو لايه h-BN، با حفره قرار گرفته در نقطه سياه112
 چكيده
 امروزه بطور گسترده‌ای نانو صفحات چند لایه شش­ضلعی بورن- نیترید، بعلت خواص الكتروني و اپتيكي بسيار 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 نظریه­هایGWوBSEدر محدوده پاسخ خطی می­باشد. در مبحث خواص الکترونی ما به محاسبه انرژی و ساختار نواری و طیف چگالی حالت شبه- ذرات خواهیم پرداخت. همچنين، از يك مدل بستگي قوي براي ساختار نواري تك- لايه و دو- لايه بورن- نيتريد استفاده مي­كنيم و شاخص­هاي جهش و انرژي­هاي جايگاهي را با استفاده از انطباق طرح بستگي قوي و داده­هاي نظريه تابعي چگالي بدست خواهيم آورد. در مبحث خواص اپتیکی، قسمت­های حقیقی و موهومی (جذب اپتیکی) تابع دی­الکتریک، در اثر قرار دادن نانو صفحه در دو راستای میدان موازی (قطبش موازی) و ميدان 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.
 
كلمات كليدي:اثرات بس-ذره­ای، تقریب GW، نانو صفحات چند لایه شش­ضلعی بورن- نیترید، اثرات اکسیتونی، شبه- ذرات،
در سال­هاي اخير، پژوهش­های گسترده­اي در زمينه­ي سامانه­هاي نانو ساختار انجام شده است، بخصوص با كوچك­تر شدن اجزاي تشكيل دهنده­ي قطعات الكترونيكي، بررسي نانو ساختارها اهميت زيادي در زمينه­ي علوم و صنعت پيدا كرده است. خواص فيزيكي اين نانو ساختارها، بويژه خواص الكتروني و اپتيكي آن­ها، به رفتار و حالت­هاي الكتروني آن­ها بستگي دارد. از اين­رو، محاسبه حالت هاي الكتروني مواد و تعيين ساختار نواري انرژي در آن­ها از مهمترين مباحث پژوهشي نظري و تجربي در فيزيك ماده چگال است. با توجه به اين كه بطور کلی گاز الكترون در يك جامد يك سامانه برهم‌كنش­گر است، بنابراين راه حل اساسي براي محاسبه حالت­هاي الكتروني مواد به حل مسئله بس- ذره­اي منتهي مي­شود. از این­رو، از آغاز پايه گذاري علم فيزيك ماده چگال، تلاش پژوهشگران بر اين بوده است تا بعنوان يك تقريب، مسئله بس- ذره­اي گاز الكترون جامد را به يك مسئله قابل حل تبديل نمایند. كليه متون مربوط به زمينه ماده چگال و روش­هاي مختلف و گوناگون محاسبات ساختار نوارهاي انرژي الكتروني جامدات، حكايت از به كارگيري انواع تقريب­هايي است كه براي حل معادله شرودينگر انجام مي­شود. خوشبختانه علي­رغم تقريبي بودن روش­هاي بس­- ذره­اي، اين روش­ها موفقيت عملي فوق­العاده­اي را از خود نشان داده­اند و بنابراين در مواردي كه پيچيدگي­هاي ناشي از آثار برهم­كنش الكترون­ها در رفتار نهايي سامانه مؤثر باشند بايد در حد امكان و با روش­هاي مختلف حداكثر آثار بس- ذره­اي را در محاسبات دخالت داد. در هر صورت باید توجه داشت که هر روش تقريبي گستره اعتبار خاصي دارد.
اما امروزه، هدف اغلب پژوهش­های نظری بر پایه مکانیک کوانتوم، در زمینه مباحث فیزیک ماده چگال و شیمی، یافتن برهم­کنش­های اصلی نمی­باشد بلکه پرداختن به حل معادله شرودینگر از یک تابع هامیلتونی مشهور است که از حل آن اطلاعات مفیدی حاصل می­شود. به­ هرحال این هامیلتونی یک مسئله بس- ذر­ه­ای را توضیح می­دهد و برای تعداد بیشتر از 10 الکترون، حل دقیق آن از لحاظ عددی عملاً امکان پذیر نیست. بعلاوه حل دقیق آن، شامل مجموعه­ای از اطلاعات است که بدون ساده­سازی و تجزیه و تحلیل، به سختی قابل فهم است و برای یک مسئله و شرایط مشخص حاوی تعداد زیادی جزئیات است، که احتمالاً مورد علاقه نیست [1]. بنابراین بازنویسی مجدد مسئله و کار با توابع هامیلتونی مؤثر یا مقادیر انتظاری انتخاب شده که برای حل یک مسئله کاهش یافته مناسب می­باشند، اغلب بهتر است. این روش بطور ایده­ال هم محاسبه و هم تجزیه و تحلیل مقادیر مدنظر را ساده خواهد نمود.
نظریه تابعی چگالی[1] (DFT) [2و3] يكي از متداول­ترين روش­هایی است كه براي محاسبات خواص حالت پايه طراحي شده است و بر پايه اطلاع از تابع چگالي n(r) بجاي تابع موج بس- ذره­اي كامل از يك سيتم N ذره­اي پايه­گذاري شده است. مباني نظريه DFT بر اساس نظريه هوهنبرگ-كوهن- شم [2] بصورت زير است:
1. چگالی الکترونی حالت پایه از یک سامانه برهم­کنشی از الکترون­، می­تواند بطور کامل، پتانسیل خارجی­ v(r)، که الکترون­ها تجربه می­کنند و بنابراین هامیلتونی، تابع موج بس- ذره­ای، و همه کمیت­های مشاهده پذیر از سامانه، را تعیین ­کند.
2. یک تابعی F[n]وجود دارد بطوری­که انرژی کل E[n] می­تواند بصورت زیر نوشته شود:
(1-1)
این F یک تابعی عمومی است بطوری­که وابستگی تابعی­اش به چگالی برای همه سامانه­های با برهم­کنش ذره- ذره مشابه، یکسان است.
3. حالت پایه این سامانه را می­توان از طریق کمینه کردن تابعی انرژی کل E[n]برحسب چگالی بدست آورد.
معادلات كوهن- شم[2](KS) که در سال 1965 معرفی گردید، نظريه تابعي چگالي را به ابزاری خاص براي بدست آوردن چگالي حالت پايه تبديل كرد. كوهن- شم سامانه برهم­كنش­گر واقعي را كه در آن تمام الكترون­ها به هم مربوط­اند و تحت تأثير پتانسيل واقعي سامانه قرار دارند را با سامانه­ای غير برهم­كنش­گر كه در آن ذرات در معرض پتانسيل مؤثري قرار می­گیرند، عوض كردند. با معرفي يك سامانه فرضي، سامانه کوهن- شم، شامل الكترون­هاي بدون برهم­كنشی و با اعمال يك ميدان متوسط موضعي شامل پتانسيل هارتري، پتانسيل خارجي و برهم­كنش­هاي تبادلی- همبستگی[3](xc)، در روشي مشابه با روش هارتري- فوك به معادلات خود- سازگاري رسيدند كه با روش آن­ها چگالي حالت پايه سامانه محاسبه مي­گردد. با قرار دادن اين چگالي در تابعي انرژي، انرژي حالت پايه محاسبه مي­شود. درطرح کوهن- شم، الکترون­ها ازیک معادله شروینگر تک- ذره­ای ساده با یک پتانسیل خارجی مؤثر vKS پیروی می­نمایند:
 
1 Density-Functional Theory
2 Kohn-Sham
1 Exchange- correlation

👇 تصادفی👇

دانلود پاورپوینت تخته های سیمانی با روکش های چوبی142-بررسی و تحلیل انواع خرابی ها در خطوط ریلیفایل صوتی جذب پول و ثروت( فایل subliminal message- هیپنوتراپی بی کلام)برآورد عمق آب در لبه شیب­شكن دركانالهای با مقاطع مختلف با استفاده از معادله انرژیکتاب مدیریت بازاریابی و فروش411-بررسی ازمایشهای ارزیابی بتن خودتراكم و پیشنهادهایی جهت اصلاح و بهبود آنهااصول مدیریت آموزشی319- تحلیل غیر خطی تیرهم­بند تقویت شده با كامپوزیت­های FRP به روش اجزای محدود ✅فایل های دیگر✅

#️⃣ برچسب های فایل مطالعه خواص الكتروني و اپتيكي نانو صفحات چند لايه شش‌ضلعي بورن- نيتريد: از نظریه تابعي چگالي تا اثرات بس ‌ذره‌ايword

مطالعه خواص الكتروني و اپتيكي نانو صفحات چند لايه شش‌ضلعي بورن- نيتريد: از نظریه تابعي چگالي تا اثرات بس ‌ذره‌ايword

دانلود مطالعه خواص الكتروني و اپتيكي نانو صفحات چند لايه شش‌ضلعي بورن- نيتريد: از نظریه تابعي چگالي تا اثرات بس ‌ذره‌ايword

خرید اینترنتی مطالعه خواص الكتروني و اپتيكي نانو صفحات چند لايه شش‌ضلعي بورن- نيتريد: از نظریه تابعي چگالي تا اثرات بس ‌ذره‌ايword

👇🏞 تصاویر 🏞