محاسبه ی خواص الکترونی و ساختاری hgse با استفاده از روش ابتدا به ساکن

پایان نامه ی حاضر به بررسی ویژگی های الکترونی و ساختاری ترکیب hgse در چهار فاز بلندروی، اورتورومبیک، سینابار و نمک طعام می پردازد. این ترکیب در فشار معمول دارای ساختار بلوری بلندروی می باشد و در فشارهای بالاتر به ترتیب به فازهای سینابار(gp 75/0)، نمک طعام(gp 16) و تتراگونالcmcm (gp 28) گذار می کند. همچنین دارای یک گذار فاز پنهان به ساختار اورتورومبیکc2221 بین دو فاز بلندروی و سینابار می باشد. سلنید جیوه از خانواده ی کلکوژنیدهای جیوه متعلق به ترکیبات نیم رسانای گروه ii-vi می باشد. ویژگی جالب توجه سلنید جیوه ساختار نواری معکوس آن می باشد که این خاصیت عجیب از برهم کنش بین اربیتال d شبه مغزه ی جایگزیده ی جیوه با اربیتال p ظرفیت سلنیم ناشی می شود. به علت تحرک بالای الکترون های این ترکیب، از آن به عنوان یک ماتریس ایده آل برای مطالعه ی آثار کوانتش در ساختارهای با ابعاد کوچک و خواص نیمه مغناطیسی استفاده می شود. این نانوساختارها در ساخت وسایلی همچون آشکارسازهای مادون قرمز، تابش کننده های مادون قرمز، لیزرهای قابل تنظیم و کولرهای ترموالکتریکی کاربرد دارند. فصل اول این پایان نامه به شبیه سازی ابتدا به ساکن سیستم های بس ذره ای به کمک نظریه ی تابعی چگالی می پردازد و نشان داده می شود که فرآیند شبیه سازی یک بلور، همان فرآیند حل معادله ی شرودینگرگونه ی بس ذره ای است. تنها کافی است هامیلتونی بلور مشخص شود، سپس به کمک تقریب هایی معادله ی شرودینگر حل و ویژه مقادیر(ساختار نواری) و ویژه توابع الکترون های بلور به دست می آیند. همچنین در این فصل شرح کاملی از طریقه ی انجام محاسبات ابتدا به ساکن به کمک کد محاسباتی کوانتوم اسپرسو ارائه می گردد. در فصل دوم به معرفی ویژگی های فیزیکی و ساختاری ترکیب سلنید جیوه پرداخته می شود. ویژگی های فیزیکی، ساختار نواری معکوس، گذار فازی، کاربردها و برخی کارهای نظری و تجربی انجام شده توسط دیگران را بیان خواهیم کرد. سرانجام در فصل آخر به تفسیر و بیان نتایج حاصل از شبیه سازی ابتدا به ساکن این ترکیب در چهار فاز بلندروی، اورتورومبیکc2221 ، سینابار و نمک طعام می پردازیم و این نتایج را با نتایج دیگران در صورت وجود مقایسه خواهیم کرد. از جمله ی این نتایج می توان به مقادیر محاسبه شده برای پارامترهای ساختاری بهینه، تأثیر فشار بر روی ترکیب، پیش بینی فشار گذار فازی، ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت های کلی و جزئی، چگالی ابر الکترونی و خواص اپتیکی اشاره کرد.