در این پایان نامه، خصوصیات ساختاری و الکترونی gase در دو فاز و b با ساختار هگزاگونال مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته است. محاسبه با استفاده از روش شبه پتانسیل، در چارچوب نظریه تابعی چگال با کد pwscf در بسته نرم افزاری کوانتوم اسپرسو انجام گرفته است. ثابت های شبکه در این محاسبات برای فاز برابر a=3/755a و c=15/94a و برای فاز b برابر a=3/743a و c=15/919a می باشند. در این تحقیق خصوصیات ساختاری ترکیب gase از جمله ثابت های شبکه. مدول حجمی، تراکم پذیری، خواص اپتیکی و مدهای فونونی محاسبه شده است. نتایج به دست آمده از محاسبات مدول حجمی و تراکم پذیری و همچنین ساختار چگالی ابرالکترونی و ساختار نوار انرژی دو فاز و b حاکی از آن است که ترکیب gase در دو فاز مورد نظر یک ترکیب نیم رسانای کاملا لایه ای و فوق نرم است و در فاز b بر ساختار لایه ای گرافیت منطبق است. علاوه بر این محاسبات چگالی حالت های جزئی نشان دهنده ی هیبریداسیون قوی بین اربیتال 4p اتم گالیم و 4p اتم سلنیم می باشد. که تاییدی بر خاصیت کووالانسی این ترکیب است. همچنین بررسی ویژگی های فونونی نشان می د هد که در این ترکیب هر دو فاز و b دارای مدهای فعالدر محدوده ی ir و رامان است. موهای فونونی در محدوده ی مادون قرمز نشان از آن دارد که این ترکیب توانایی تبدیل هارمونیک دوم (shg) در فرآیندهای نوری غیر خطی را دارد.

در این پایان نامه پارامترهای ساختاری ویژگی های الکترونی ترکیب tab2 ، در فاز هگزاگونال با گروه فضایی p6/mmm محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از روش امواج تخت با شبه پتانسیل فوق نرم در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی اختلالی با نرم افزار کوانتوم اسپرسو انجام شده است. در این روش برای انرژی همبستگی-تبادلی از تفریب شیب تعمیم یافته gga (pbe) استفاده شده است. ثابت های شبکه استفاده شده در این محاسبات، برابر با a= 3/088 a و c= 3/241 a می باشند. که به صورت تجربی در دسترس هستند. در این پایان نامه محاسبات بر روی میژگی های ساختاری tab2 از جمله ثابت شبکه ، مدول حجمی، تراکم پذیری، حجم بهینه همچنین ساختار الکترونی شامل ساختار نواری، چگالی حالت هار جزئی و کلی، چگالی ابر الکترونی و مدهای فونونی است. با توجه به مقدار زیاد مدول حجمی و مقدار کم تراکم پذیری های خطی و حجمی دریافت می شود که این ترکیب دارای سختی زیادی می باشد و در نتیجه برای استفاده در صنایع سخت، ساختمان ماشین ها و متالوژی مواد مناسب است. نمودار ساختارهای نوار انرژی و چگالی حالت ها نشان می دهد که این ترکیب فلز است. نمودار حالت های جزیی نشان دهنده ی مشارکت عمده ی اربیتال های 2p اتم b و 5d اتم ta در رسانندگی الکتریکی این ترکیب است. نمودار چگالی ابر الکترونی نشان دهنده ی پیوند کوالانسی بین اتم های ta و b مجاور است . tab2 جمعاً دارای 9 مد فونونی است که به دلیل تقارن های شبکه به 6 مد تقلیل می یابند. این مدها عبارتند از: 2 مد مادون قرمز و 2 مد رامان در ناحیه ی اپتیکی و 2 مد در ناحیه ی آکوستیکی. نتایج بدست آمده در این تحقیق سازگاری خوبی با نتایج تجربی و کارهای دیگران دارند.

در این پایان نامه با استفاده از اصول اولیه و با استفاده از روش شبه پتانسیل در چارچوب نظریه ی تابعی چگالز (dft) با کد محاسباتی (pw-sef) و با استفاده از تقریب lda ، ویژگی های الکترونی و ساختاری این ترکیب از جمله، ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت ها، چگالی ابر الکترونی، پارامترهای ساختاری و فونونی ترکیب beo در دو فاز هگزا گونال و بلند روی، مورد بررسی قرار می گیرد. با محاسبه ی ساختار الکترونی این ترکیب می توان، حجم ثابت شبکه ی بهینه، مدول حجمی، مشتق آن و ترکم پذیری بلور را محاسبه کرد. بزرگ بودن مدول حجمی در این ترکیب نشان می دهد، که این ترکیب بسیار سخت و در صنایع و کشتی سازی و وسایل نظامی مورد استفاده قرار می گیرد. با محاسبه ی ساختار نواری مشاهده می شد که گاف نواری این ترکیب بزرگ بوده و در حدود /2ev7 است، که نشان دهنده ی عایق بودن ترکیب است. چگالی ابر الکترونی این ترکیب نشان می دهد، که پیوند beo یک پیوند ضعیف کووالانسی است. هم چنین در نمودار چگالی حالت های جزئی، مشارکت عمده ی اربیتال p اتم اکسیژن در حدود (states/ev) 8/2 مشاهده می شود. در نظر گرفتن قطبش اسپینی، نشان داد که، قطبش اسپینی تاثیر روی چگالی حالت ها در دو فاز ندارد که نشان دهنده غیر مغناطیسی بودن ترکیب beo است. خواص اپتیکی این ترکیب، از جمله دی الکتریک، ضریب شکست و انرژی پلاسمون محاسبه شد. نتایج محاسبات نشان می دهد که ترکیب beo درفاز هگزاگونال و بلند روی به ترتیب دارای انرژی پلاسمون 5/23 و ev 11، هم چنین گاف اپتیکی این دو فاز به ترتیب 1/5 و ev 4 به دست آمده، ضریب شکست در فاز هگزاگونال 37/2 و در فاز بلند 35/3 محاسبه شد. هم چنین با محاسبه خواص فونونی مشاهده شدکه فاز هگزاگونال و بلند روی به ترتیب دارای 12 و 6 مد فونی است که به دلیل متقارن سازی این تعداد مدها به 8 و 2 تقلیل پیدا کردند. نتایج محاسبات سازگاری خوبی با دیگر داده های موجود دارد.

مهم ترین و پرکاربردترین نانو لوله های کربنی، نانولوله های کربنی تک جداره می باشند. که نسبت طول به قطراین نانو لوله ها در حدود 1000 است. بنابر این می توان آن ها را به صورت ساختارهای تک بعدی در نظر گرفت. این مواد دارای خواص منحصر به فردی بوده و بدین جهت کاربرد گسترده ای در تمامی ابعاد زندگی بشری پیدا کرده اند. در این پروژه سعی داریم هامیلتونی کل سیستم اکسایتون-فوتون کوپل شده اکسایتون-فوتون روی سطح نانو برجسب تانسورگرین، میدان و رسانندگی محوری سطح می باشد. با توجه به اینکه پلاسمون صوتی، برانگیخته ی تشدیدی بین دو نوع حامل بار مختلف است، کوچک بودن شعاع نانو لوله های تک دیواره موجب می شود تا فاصله ی ترازهای انرژی عرضی تک ذره بیشتر شود. هر چه فاصله ی ترازهای انرژی عرضی تک بعدی که در بر انگیختگی های تشدیدی شرکت می کنند کمتر باشد، بسامد پلاسمون صوتی بیشتر خواهد شد. بنابر این نانولوله های کربنی تک جداره به عنوان یک دستگاه تک بعدی، نماینده ی خوبی برای مشاهده ی پلاسمون های صوتی نامیرا می باشند. در این پروژه به دنبال راه حلی در زمینه ی برقرار سازی ارتباط بین پلاسمون صوتی و ابررسانای مر باشیم. بنابر این بعد از پیش بینی پلاسمون سطحی در چند نمونه از نانولوله های کربنی، با استفاده از رابطه ی مک میلان می توان دمای گذرا را برای آن نانو لوله ها به دست آورد.