بررسی خواص فیزیکی نانوسیم تیتانیوم کاربید با استفاده از مفاهیم کوانتومی

در دهه های اخیر خواص مختلف فیزیکی مواد مختلف مواد در مقیاس نانو مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. علت این امر خصوصیات ویژه ای است که در نانوساختارها وجود دارد. یکی از انواع نانوساختارها، نانوسیم ها هستند. نانوسیم ها موادی هستند که در یک بعد گسترش یافته ودر دو بعد دیگر محدود شده اند. نانوسیمهای نیم رسانا کاربرد ویژه ای در صنعت دارند. بنابراین در این پروژه خواص فیزیکی نانوسیم tic که ماده ای نیمه رساناست، مورد بررسی قرار گرفت. در اینجا خواص فیزیکی 0{مورد توجه می باشد.. بدین منظور ساختارما با استفاده ازنرم 0 نانوسیم تیتانیوم کاربید در راستای } 1 افزار wien2k و با به کارگیری تکنیک ابرسلول شبیه سازی شده است. محاسبات ما برپایه نظریه تابعی چگالی) dft ( و روش موج تخت تعمیم یافته خطی با پتانسیل کامل) fp-lapw ) استوار است. برای محاسبه انرژی تبادلی همبستگی از تقریب شیب تعمیم یافته ) gga ( بهره گرفته ایم. پس از یافتن طول بهینه بر مبنای کمینه ی انرژی وپایداری ساختار، به بررسی خواص فیزیکی این ساختار خواهیم پرداخت. با استفاده از نمودار انرژی بر حسب پارامترشبکه) c (، مدول یانگ را بدست آوردیم. سپس با استفاده از نرم افزار فونوپی، مدول حجمی) b ( را محاسبه کرده وبا داشتن این دو مدول، مدول برشی ) g( و ضریب پواسون) ʋ( را بدست آوردیم. سپس با استفاده از نرم افزار فونوپی، ظرفیت گرمایی در فشار ثابت) pc( رادر دماهای ) 0 تا 1000 کلوین( بررسی کردیم. همچنین خاصیت مغناطیسی نانوسیم را بررسی کردیم.برای بررسی صحت محاسبات این خواص رابرای تیتانیوم کاربید در حالت انبوهه نیز انجام دادیم. محاسبات نشان می دهند نتایج حاصل از تیتانیوم کاربید در حالت انبوهه توافق خوبی با مقادیر تجربی وتئوری که توسط دیگران انجام شده است، دارد . با مقایسه نتایج حاصل از نانوسیم با حالت انبوهه آن، باین نتیجه رسیدیم خواص مکانیکی نانوسیم تیتانیوم کاربید مثل مدول یانگ، مدول حجمی، مدول برشی در حالت نانو بیشتر از حالت انبوهه آن است . افزایش در مقدار مدولها بدلیل پیوندی است که اتمهای ti نانوسیم فشار بیشتری را دراثرتغییرات tic تیتانیوم کاربید در حالت پایداردارند. این مقایسه بیان می کند نانوسیم تیتانیوم کاربید در حالت پایداردارند. این مقایسه بیان می کند نانوسیمtic فشار بیشتری را دراثرتغییرات می تواند متحمل گردد.همچنین در حالت نانو، ظرفیت گرمایی در فشار ثابت با افزایش دما مانند حالت انبوهه آن افزایش می یابد ولی در یک دمای مشخص، مقدارش کمتر از حالت انبوهه است که این امر بدلیل کاهش درجات آزادی در حالت نانو می باشد. همچنین نانوسیم تیتانیوم کاربید دارای خاصیت مغناطیسی نمی باشد در حالیکه تیتانیوم کاربید در حالت انبوهه خاصیت پارامغناطیسی دارد.