اثر فشار بر روی خواص مغناطیسی و الکتریکی نانو زنجیر های linear and dimmerized در تیتانیوم

در دهه های اخیر خواص مختلف فیزیکی مواد در مقیاس نانو مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. علت این امر خصوصیات ویژه ای است که در نانو ساختار ها وجود دارد. یکی از انواع نانو ساختار ها، نانو سیم های فوق نازک یا همان نانو زنجیر ها هستند. نانو زنجیر ها همواره خواصی غیر قابل پیش بینی از خود نشان می دهند به طوری که حتی در برخی موارد نانو زنجیر های عناصر نارسانا خاصیت رسانندگی بیشتری از نانو زنجیر های فلزی دارند. اخیراً مطالعاتی در زمینه های تجربی و نیز تئوری در مورد نانو زنجیر های تیتانیوم انجام شده است. خواص ویژه مغناطیسی این نانو زنجیر ها از موارد جالب توجه است. تولید این نانو زنجیر ها بر روی نانو لوله های کربنی انجام شده است. مطالعات تئوری نشان داده است که نانو زنجیر های تیتانیوم دارای چهار ساختار مختلف خطی، دایمر، نردبانی و زیگزاگی است. در این پژوهش خواص فیزیکی نانو زنجیر های خطی و دایمر تیتانیوم مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور ساختار ها با استفاده از نرم افزار wien2k و با بکارگیری تکنیک ابر سلول شبیه سازی شدند. این نرم افزار با استفاده از نظریه تابعی چگالی به مطالعه سیستم های بس ذره ای می پردازد. پس از یافتن طول بهینه بر مبنای کمینه انرژی به بررسی خواص الکترونی، مغناطیسی و اپتیکی این ساختار ها پرداختیم. انجام محاسبات مغناطیسی موید وجود خاصیت مغناطیسی در این ساختار ها است. با رسم نمودارهای چگالی حالت خواص الکترونی را بررسی کردیم. پیوستگی طیف چگالی حالت در این نمودارها نشان می دهد که نانو زنجیر های تیتانیوم نیز مانند حالت حجم این عنصر فلزی هستند. پس از مقایسه انرژی های کل هر ساختار در هر دو حالت مغناطیسی و غیر مغناطیسی و یافتن حالت پایدار تر، خواص اپتیکی مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه با تغییر دادن طول ابر سلول خواص فیزیکی یاد شده مورد بررسی قرار گرفت. تغییر طول باعث تغییر حجم ساختار ها شده و در نتیجه آن فشار وارد شده بر ساختار ها تغییر می کند. ما در این محاسبات دریافتیم که ممان مغناطیسی ساختار ها با تغییر دادن طول ابر سلول تغییر می کند. هم چنین تغییراتی در خواص الکترونی و اپتیکی ایجاد شده است.