محاسبه بسامدهای فونونی و تعیین کمیت‎های ترمودینامیکی ترکیب cubrxcl1-x با استفاده از بسته محاسباتی pwscf

هالیدهای مس شاملcucl ، cubr و cui نیمه هادی‎های با یک گاف مستقیم و بزرگ هستند که به دلیل امکان تولید میکرو بلورها امروزه مورد توجه زیادی قرار گرفته‎اند. هم‎چنین لیزر نمک مس، در طیف‎نگاری و فیزیک هسته‎ای مورد توجه قرارگرفته است. لیزر بخار مس در رده لیزرهای گازی پرقدرت با بازدهی بالا در محدوده طول‎موج های مرئی محسوب می‎شود و کاربردهای زیادی در زمینه‎های اسپکتروسکوپی و پزشکی دارد و نیز به این‎دلیل که پوسته d این ترکیبات قسمتی از بالاترین نوار ظرفیت را تشکیل می‎دهد، خواص الکترونی‎ شدیدی را داراست. آلیاژها موادی هستند که از ترکیب دو یا چند عنصر به دست می آیند و خواص بهتری نسبت به تک تک عناصر دارند. ترکیبات cubrxcl1-x به ازای xهای برابر 0.25، 0.5 و 0.75 آلیاژهای هالیدهای مس را به وجود می‎آورند. خواص فیزیکی جامدات، به رفتار الکترونی و حالات الکترونی آن‎ها بستگی مستقیم دارد. از این رو محاسبه حالت‎های الکترونی جامد و تعیین ساختار نواری انرژی از مهم‎ترین مباحث پژوهش نظری و تجربی فیزیک ماده چگال است. در پایان نامه حاضر، خواص ساختاری، الکترونی، دینامیکی و ترمودینامیکی در ترکیبات cubrxcl1-x به ازای xهای برابر 0، 1، 0.25، 0.5 و 0.75 به صورت یک سامانه‎ی بس‎الکترونی با استفاده از نظریه شناخته شده‎ی تابعی چگالی محاسبه می‎شود. در ابتدا پارامترهای اولیه ساختار تعیین و سپس با استفاده از نرم افزار pwscfبهینه می‎گردد. در مرحله بعد پس از بدست آوردن خواص ساختاری به یافتن خواص دیگر این دستگاه از جمله خواص الکترونی و خواص دینامیکی شبکه هم‎چون بسامد‎های فونونی پرداخته می‎شود. با استفاده از روش‎های محاسباتی مانند سیمپسون، انتگرال‎های موجود در پارامترهای ترمودینامیکی هم‎چون گرمای ویژه نیز محاسبه می‎گردند. محاسبات ساختاری نشان می‎دهد که سازگاری روشgga با نتایج تجربی در محاسبه‎ی ثابت شبکه، مدول حجمی و مشتق مدول حجمی بهتر از روش lda است و این اختلاف به دلیل نادیده گرفتن بخشی از اثرهای ناشی از تغییرات چگالی دستگاه بس‎الکترونی برای محاسبه انرژی تبادلی همبستگی در تقریب lda است. هم‎چنین محاسبات روی دو فاز مکعبی و هگزاگونال نیز نشان می‎دهد که فاز مکعبی پایداری بیشتری داشته است. در قسمت محاسبات الکترونی انجام شده بر روی این ترکیبات به روشنی یک گاف انرژی پهن و مستقیم همان‎طور که انتظار می‎رفت، مشاهده می‎شود. در مورد محاسبات دینامیکی تعداد شاخه‎های فونونی با تعداد اتم‎ها همخوانی دارد و در آخر در محاسبات ترمودینامیکی انجام شده که فقط برای برمید مس در تجربه محاسبه شده است، نیز به وضوح سازگاری خوبی با تجربه دارد.