تولید و بهینه سازی نرم افزار isfahan2.9، واسطه ی بین بسته های محاسباتی wien2k و wannier90

گستردگی استفاده از توابع بلوخ بدلیل توانایی ارزشمند آن ها در توصیف رفتار بلور در فضای اندازه حرکت (وارون) می باشد. استفاده از این توابع هنگامی که خواصی مورد نظر باشند که به رفتار الکترون در فضای معمولی مربوط می شوند، مانند ترابرد الکترون و محدودشدگی الکترون در مواد با مقیاس نانو چندان مناسب نیست. در مقابل توابع بلوخ، توابع جایگزیده ای به نام توابع وانیر معرفی می شوند که یک مجموعه ی کاملا جایگزیده هستند و توانایی چشمگیری در محاسبه خواص الکترون در فضای حقیقی و بویژه توصیف سیستم های با ساختار نانو دارند. معروف ترین بسته محاسباتی برای محاسبه و تولید توابع وانیر، بسته محاسباتی wannier90 می باشد این بسته محاسباتی بگونه ای است که برای آغاز محاسبات خود نیاز دارد که ورودی های آن توسط یک برنامه محاسباتی ابتدا به ساکن از قبل آماده شده باشد. در این پایان نامه تلاش شده است تا نرم افزار مناسبی برای تبدیل نتایج بدست آمده از بسته محاسباتی wien2k به ورودی های مناسب wannier90 نوشته شود تا در نهایت بتوان توابع وانیر را از این مسیر بدست آورد. مهم ترین ورودی های بسته محاسباتی wannier90 ، عناصر ماتریس هم پوشانی توابع موج و ماتریس حدس اولیه تابع وانیر می باشند. با توجه به نوع توابع پایه در wien2k ، ماتریس هم پوشانی به دو سهم داخل کره های اتمی و ناحیه بین جایگاهی تقسیم می شود.در این پایان نامه با اعمال تغییرات مناسب، توابع موج از نرم افزار wien2k استخراج و سپس برنامه های مناسب برای محاسبه عناصر ماتریس هم پوشانی درون کره های اتمی و در منطقه بین جایگاهی نوشته شده است. این نرم افزار حدس اولیه را با استفاده از توابع موج اتمی محاسبه می کند و قابلیت محاسبه ماتریس حدس اولیه را برای 36 اوربیتال هیبریدی مختلف دارا می باشد . همچنین می تواند حدس اولیه را برای حالتی که مرکز حدس اولیه بر مرکز اتم منطبق می باشد ( حالت اتم مرکزی) و یا حالتی که مرکز حدس اولیه بر مرکز پیوند قرار می گیرد (حالت پیوند مرکزی )، محاسبه کند. در نهایت با استفاده از این نرم افزار اتصال دهنده بسته های محاسباتی wien2k و wannier90 ، توابع وانیر، برای دو ساختارانبوهه کربن و سیلیکون محاسبه و انطباق بسیار خوب ساختار نواری این دو سیستم با یک ساختار نواری قابل اطمینان مشاهده شده است. نرم افزار نوشته شده در این پایان نامه که نقش این واسطه را بعهده دارد، isfahan2.9نام دارد.