محاسبه خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی نانولایه های uas بر روی زیرلایه ژرمانیوم

در این پایان نامه خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی انبوهه uas و سپس خواص الکترونی و مغناطیسی نانولایه های uas/ge با یک و دو ضخامت uas مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات بر مبنای نظریه تابعی چگالی با استفاده از روش امواج تخت بهبود یافته خطی بعلاوه اوربیتال های موضعی(apw+lo) با استفاده از کد محاسباتی wien2k انجام شده است. برای تخمین پتانسیل تبادلی همبستگی از تقریب شیب تعمیم یافته gga و (gga+u) استفاده شده است. چگالی حالت‏های الکترونی ترکیب uas در حضور و غیاب برهم‏کنش اسپین-‏مدار تاثیر قابل‏ملاحظه برهم‏کنش اسپین-‏مدار را بر چگالی حالت‏های الکترونی این ترکیب نشان می‏دهد. علاوه بر این بررسی چگالی حالت های الکترونی نشان می دهد که الکترونهای اربیتال 5f همراه با سایر الکترون های اتم اورانیوم در رسانش و هیبریدشدگی این اتم شرکت می کنند. همچنین این بررسی ها نشان می دهد که الکترون های اربیتال 5f اتم اورانیوم موثرترین الکترون ها در ایجاد خاصیت مغناطیسی این ترکیب هستند. گشتاور مغناطیسی این ترکیب در فشارهای متفاوت نیز محاسبه شده است. نتایج محاسبات نشان می‏دهد که گشتاور مغناطیسی با فشار کاهش می‏یابد. سپس با استفاده از همگرایی تابع کار و مقایسه چگالی حالتهای الکترونی اتم میانی به ازای ضخامت های مختلف زیرلایه مشخص گردید که تعداد 13 لایه ژرمانیوم برای شبیه سازی زیرلایه کافی می باشد، سپس لایه های uas را بر روی این تعداد لایه رشد داده ایم. سپس چگالی حالت های الکترونی و گرادیان میدان الکتریکی (که به عنوان معیاری از عدم تقارن در توزیع بار است) در محل اتم های واقع در سطح و زیرلایه محاسبه شده است. همچنین تابع کار، گشتاور دوقطبی الکتریکی و گشتاور مغناطیسی برای اتم های سطح در نانولایه های uas/ge به ازای یک و دو لایه uas محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد اتم های ge در مرز مشترک نانولایه مقدار کمی گشتاور مغناطیسی دارند. این گشتاور مغناطیسی القایی با هیبریداسیون بین الکترون های p اتم ژرمانیوم و 5f اتم اورانیوم ایجاد می شود.