بررسی خواص الکتریکی و مغناطیسی نانولوله اکسید روی با ضخامت معین و باندل آن

نانولوله های سنتز شده اکسید روی دارای ضخامت معین و سطح مقطع ششگوشی هستند. ما در ابتدا با استفاده از نظریه تابعی چگالی ویژگیهای ساختاری و الکتریکی نانولوله های اکسید روی با ضخامت معین را در حالت منفرد و باندل محاسبه کردیم و دریافتیم که نانولوله های باندل از نانولوله های منفرد پایدارترند و هر دو ساختار نیمه رساناها هستند و گاف انرژی ساختار باندل کمتر از ساختار منفرد است. سپس همین محاسبات را برای این سیستمها در حالتی که فلزاتی مانند آهن، کبالت و نیکل در درون آنها کپسوله شده انجام دادیم و دریافتیم که همگی سیستمهایی فرومغناطیس با شکافتگی اسپینی و ممان مغناطیسی بالا هستند. در ادامه درون نانولوله ها منفرد، نانوسیمهای آهن را با ضخامتهای مختلف قرار دادیم و دریافتیم که شکافتگی اسپینی آنها تر از سیستم دارای نانوزنجیره آهن است، بنابراین پتانسیل بیشتری برای استفاده در وسائل اسپینترونیک دارند. برای محاسبه اثرات افزایش ضخامت نانولوله ها ما ساختار منفردی را با ضخامت بیشتر در نظر گرفتیم که نانوزنجیره آهن در آن کپسوله شده و دریافتیم که لایه درونی خاصیت فلزی دارد اما لایه خارجی نیمه رسانا باقی میماند که میتوان از این سیستم در حافظه های مغناطیسی استفاده کرد. این در حالی است که در نانولوله های نازک تر لایه ها فلزی میگردند. ممان مغناطیسی و شکافتگی اسپینی بالای نانولوله های اکسید روی با ضخامت معین که دارای نانوزنجیره ها و نانوسیم های فلزی هستند آنها را گزینه های خوبی برای استفاده در نانوساختارهای مغناطیسی و کاربردهای بعدی در مواد فرومغناطیسی دائمی، حافظه های مغناطیسی و وسائل اسپینترونیکی ساخته است. محاسبات به وسیله امواج تخت بهبود یافته با پتانسیل کامل خطی شده در چارچوب نظریه تابعی چگالی و با استفاده از کد نرم افزاری wien2k انجام شده است. برای تابع انرژی همبسته-تبادلی از تقریب گرادیان تعمیم یافته استفاده شده است. به منظور همگرایی ویژه مقادیر تابع موج در ناحیه بین سلولی بر حسب امواج تخت با پارامتر قطع rmt×kmax = 7.5 انتخاب شده که rmt کوچک ترین شعاع کره اتمی و kmax بزرگ ترین بردار k در بسط موج تخت است.