خواص ساختاری، الکترونی و ترمودینامیکی نانو ساختار فرمامید تحت فشار هیدروستاتیکی با نظریه تابعی چگالی

روش های ابتدا به ساکن مبتنی بر نظریه تابعی چگالی از جمله روش های نظری مطالعه ساختار های زیستی است که می تواند دستگاه-هایی شامل 200 اتم و یا حتی بیشتر را مورد مطالعه قرار دهد. فرمامید با ساختار شیمیایی chonh_2 ساده ترین آمیدی است که به دلیل دارا بودن پیوند هیدروژنی و همچنین با توجه به تشابه عناصر تشکیل دهنده ی این ساختار(نیتروژن، هیدروژن، کربن، اکسیژن) به ساختار پروتیین، می تواند به عنوان مدلی برای مطالعه دستگاه های زیستی استفاده مورد قرار گیرد. در این پایان نامه، ویژگی های ساختاری و الکترونی ساختار انبوهه ترکیب فرمامید مورد بررسی قرار گرفته اند. محاسبه ها بر مبنای نظریه تابعی چگالی با استفاده از روش امواج تخت بهبود یافته خطی به علاوه ی اوربیتال های موضعی (apw+lo) و استفاده از پتانسیل تبادلی بکه-جانسون اصلاح شده (mbj) با کد محاسباتی wein2k انجام گرفته اند. بررسی ویژگی های ساختاری ترکیب فرمامید مانند ثابت های شبکه محاسباتی، طول و زاویه ی پیوند با استفاده از رهیافت pbe-gga منجر به نتایج قابل قبولی درمقاسیه با مقادیر تجربی شده است. همچنین تأثیر فشار هیدروستاتیکی بر ساختار نواری، چگالی حالت های الکترونی کل و چگالی بار الکترونی بلور فرمامید با استفاده از رهیافت gga مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته اند. اعمال فشار بر این ساختار باعث کاهش مقدار قله چگالی حالت های انرژی در نزدیکی سطح فرمی و همچنین افزایش جزیی گاف نواری می شود. بررس نتایج به دست آمده از دو رهیافت lda و gga نشان دهنده ی عدم وجود چگالی در سطح فرمی نارسانا بودن این ساختار است. با بررسی چگالی بار الکترونی ساختار، قدرت پیوند با رهیافت lda قویتر از gga پیش بینی می شود. بررسی چگالی حالت های الکترونی کل با در نظر گرفتن قطبش اسپینی توسط رهیافت gga نشان می دهد که در این ساختار گشتاور مغناطیسی کل صفر است، و در نتیجه فرمامید خاصیت مغناطیسی ندارد. اگرچه قدرت پیوند هیدروژنی حدود یک مرتبه از نظر اندازه کوچکتر از قدرت پیوند کووالانسی است، ولی پیوند های هیدروژنی نقش مهمی را در فرایند های زیستی بر عهده دارند. لذا در ساختار فرمامید محاسبه ی مجموع قدرت پیوند هیدروژنی و نیروی واندروالس بین صفحات با استفاده تابعی pbe-gga انجام شده است. افزون بر موارد ذکر شده، معرفی و تحلیل فیزیکی کد جعبه ابزار خودکار نظریه آلیاژ را به طور ضمیمه در این پایان نامه توضیح داده شده اند