این رساله مبتنی بر دو پژوهش است. در اولین پژوهش به مطالعه ی خواص الکترونی بسپار پلی-پارا-فنیلین بر روی گرافین با استفاده از نظریه اختلال بس ذره ای g0w0 پرداخته ایم. تحلیل چگالی بار و پتانسیل الکتروستاتیکی نشان می دهد که دو قطبی های سطحی شکل گرفته ناشی از اندرکنش بسپار-گرافین ضعیف بوده و انتقال بار قابل ملاحظه ای میان بسپار و گرافین رخ نمی دهد. در تقریب چگالی موضعی (lda) ساختار نواری سامانه مرکب را می توان به عنوان برهم نهی ساختارهای نواری هریک از اجزای تشکیل-دهنده در حالت منزوی در نظر گرفت. بنابراین، در تقریب lda، گاف انرژی بسپار پس از جذب فیزیکی بر روی گرافین بدون تغییر باقی خواهد ماند. در محاسبات g0w0 ترازهای الکترونی بسپار طی فرآیند جذب تغییر خواهند کرد و گاف انرژی بسپار جذب شده در مقایسه با گاف انرژی بسپار منزوی کاهش قابل ملاحظه ای را از خود نشان می دهد که این اثر را می توان بر اساس بارهای تصویری القاشده در گرافین شرح داد. برای توصیف تغییرات گاف شبه ذره بسپار بر حسب فاصله جذب بسپار-گرافین از مدل پتانسیل تصویری کلاسیک استفاده کرده ایم. به طور متقابل بسپار بر روی ساختار نواری گرافین تأثیر گذشته و منجر به باز شدن گاف نواری گرافین در نقطه ی دیراک می گردد. اندازه ی این گاف در تقریب lda بسیار کوچک است در حالی که در رهیافت g0w0، به دلیل در نظرگیری آثار بار تصویری ناشی از قطبش ناهمسانگرد زنجیره بسپار، اندازه گاف قابل ملاحظه می باشد. در پژوهش دوم به مطالعه ابتدا به ساکن خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی بلور، زنجیره های آزاد، سطوح آزاد (100) و (110) و همچنین نانوسیم های باریک [001] mnse در ساختار مکعبی نمک طعام پرداخته ایم. برای مطالعه نانوسیم ها از میان سطح مقطع-های مختلف متناظر با راستای رشد [001]، مقاطع پرتقارن که فاقد دوقطبی ساختاری بوده و از سطوح با اندیس پایین (100) و (110) تشکیل شده اند را انتخاب کرده ایم. نانوسیم های ساخته شده از سطوح (100) را نانوسیم های مربعی و نانوسیم های متشکل از سطوح (110) را نانوسیم های لوزوی نام گذاری کرده ایم. برای افزایش میزان همبستگی الکترون ها در اربیتال d اتم mn، از رهیافت gga+u استفاده شده است. این رهیافت سبب ارتقای نتایج محاسباتی در توافق بهتر با نتایج تجربی می شود. مقایسه انرژی های همدوسی محاسبه شده نشان می دهد که نانوسیم های باریک mnse که از سطوح (100) ساخته شده اند و دارای سطح مقطع های مربعی تیز هستند، پایداری نسبی بالاتری دارند. به منظور تخمین انرژی های تشکیل زنجیره های mnse در لبه ها و وجوه نانوسیم-های mnse از روش پدیده شناسی استفاده شده است. همچنین برای مطالعه و بررسی اثر پیوندهای آویزان سطح بر خواص الکترونی نانوساختارهای mnse، شعاع اول نانوسیم با مقطع مربعی توسط شبه اتم های هیدروژن اشباع شده است. مقایسه ساختارهای نواری الکترونی و انرژی های همدوسی نانوسیم های mnse دست نخورده و نانوسیم های اشباع شده، حاکی از بازهیبریداسیون موثر سطحی و در نتیجه عدم حضور پیوندهای آویزان سطحی در نانوساختارهای مختلف mnse است.

در این تحقیق ویژگی های ساختاری، الکترونی، اپتیکی، فونونی و ترمودینامیکی ترکیب gap در فازهای مختلف بررسی شده است. محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل، در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی و با استفاده از کد محاسباتی pwscf انجام شده است. شبه پتانسیل های مورد استفاده با شرایط بار پایسته ساخته شده اند و تابعی تبادلی- همبستگی آن ها از نوع lda و gga می-باشد. نتایج حاصل از تراکم پذیری نشان می دهد که با افزایش فشار از فاز بلندروی به cmcm مدول حجمی افزایش یافته در نتیجه ماده سخت تر می شود. بررسی منحنی های – انرژی حجم نشان دهنده ی شبه پایدار بودن فاز سینابار در ترکیب gap است. مطالعه ی ساختار نواری بیان گر این است که این ترکیب در فاز بلندروی و سینابار نیم رسانا و در فاز cmcm فلز است. نتایج به دست آمده از خواص اپتیکی دو فاز بلندروی و سینابار حاکی از انطباق ساختار نواری با سهم موهومی تابع دی الکتریک و همچنین برابری تقریبی گاف نواری با گاف اپتیکی است. ضرائب شکست به دست آمده از سهم حقیقی تابع دی الکتریک در فاز بلندروی 306/3 و در فاز سینابار به ترتیب در دو راستای xx و zz، 235/4 و 808/3 می باشند. از مطالعه ی خواص ترمودینامیکی دو فاز بلندروی و سینابار درمی یابیم که در هر دو فاز افت ظرفیت گرمایی در دماهای پایین، به صورت "t" ^"3" است. در دماهای بالا نیز ظرفیت گرمایی به "3n" "k" _"b" (قانون دولن –پتی) نزدیک می شود.

در این تحقیق، ویژگی های ساختاری و الکترونی، اپتیکی، فونونی و ترمودینامیکی ترکیب hgte در فازهای مختلف بررسی شده است. محاسبات با استفاده از روش شبه¬پتانسیل، در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی و با کد محاسباتی pwscf انجام شده است. شبه پتانسیل های مورد استفاده با شرایط بار ¬پایسته ساخته شده اند و تابعی تبادلی- همبستگی آن ها از نوع lda و gga می¬باشد. نتایج حاصل از تراکم پذیری نشان می دهند که با افزایش فشار از فاز بلندروی به کلریدسزیم سختی ترکیب افزایش می¬یابد. محاسبات ساختار نواری نشان می¬دهد که این ترکیب در فاز پایدار بلندروی نیم¬رسانایی با گاف نواری صفر و در فاز هگزاگونال، نیم¬رسانایی با گاف کوچک و غیر مستقیم می¬باشد. همچنین این محاسبات برای سه فاز فشار بالای نمک سنگی، ارتورومبیک و کلریدسزیم خواص فلزی را پیش بینی می¬کند. نتایج به دست آمده از خواص اپتیکی در دو فاز بلندروی و هگزاگونال بیان‏گر مطابقت سهم موهومی تابع دی¬الکتریک با ساختار نواری و برابری تقریبی گاف نواری با گاف اپتیکی است. ضرایب شکست به دست آمده از سهم حقیقی تابع دی¬الکتریک، در فاز بلندروی 3/413 و در فاز هگزاگونال برای راستاهای x و zبه ترتیب 3/192 و 3/339 می¬باشند. از مطالعه¬ی خواص ترمودینامیکی دو فاز بلندروی و نمک سنگی در می¬یابیم که در هر دو فاز افت ظرفیت گرمایی در دماهای پایین، به صورت توان اول دما است. در دماهای بالا نیز ظرفیت گرمایی به "3nk _"b" (قانون دولن – پتی) نزدیک می-شود.

کیهان شناسی تورمی اولین بار به عنوان مدلی برای حل مشکلات نظریه ی استاندارد انفجار بزرگ ارائه شد. در این الگو فرض می شود که ماده ی غالب جهان در لحظات بسیار اولیه پس از انفجار، یک میدان اسکالر است که میدان اینفلیتون یا تورمی زا نامیده می شود و باعث می شود که عالم در بازه ی بسیار کوچکی از زمان دارای انبساطی شتابدار شود و شعاع عالم به مقدار زیادی رشد کند. یکی از مسائل اساسی در کیهان شناسی نوین، منشأ افت وخیزهای اولیه ی میدان اینفلیتون در طول این دوره، به عنوان هسته های اولیه ی تشکیل ساختارها می باشد. این نظریه دارای پیش بینی هایی برای توزیع ناهمسانگردی ها و اختلالات مشاهده شده در عالم می باشد. اختلال های نخستین که در طی تورم ایجاد شده اند، اثرشان را روی طیف توان تابش ریزموج زمینه ی کیهانی (cmb) به خوبی نشان می دهند و قیود قابل مشاهده ای را روی این طیف ایجاد می کنند. می توان اثرات این اختلالات را روی طیف توان cmb، با محاسبه یِ پارامترهایِ اختلالیِ مدل هایِ تورمی، مشاهده کرد. در این پژوهش به ترتیب موارد زیر انجام شده است: 1- معادلات میدان به طور دقیق و مستقیم بدون تقریب حل شده و یک مدل تورمی که قادر به حل مشکلات تختی و افق می باشد، ارائه شده است. این روش منجر به یافتن تعداد نامتناهی از جواب ها می شود. 2- انواع مدل های تورمی معرفی شده و 5 نوع از پتانسیل های تورمی که جزء مدل های تک میدان می باشند، بررسی شده اند. سپس به حل معادلات زمینه با شرط غلتش آرام پرداخته شده و پارامترها و معادلات موردنیاز محاسبه گردیده و نمودارهای مربوط برای هر مدل ترسیم شده اند. 3- پس از مرور فیزیک حاکم بر تابش cmb و اختلالات کیهان شناسی و همچنین معرفی کد camb، که یکی از قویترین و سریع ترین کدهای کیهان شناختی می باشد، به محاسبه ی پارامترهای اختلالی برای پتانسیل های تورمی انتخابی، پرداخته شده است. سپس برای هر پتانسیل، نمودارهای طیفِ توانِ اختلالات را با دریافت خروجی مناسب از کد کَمب، رسم شده اند. این نمودارها، با طیفِ توان ناهمسانگردی هایِ cmb که با داده های ماهواره ی پلانک و مدل تطابقی ?cdm ترسیم گردیده ، مقایسه شده اند.

در این تحقیق ویژگی های ساختاری، الکترونی و دینامیکی ترکیب گالیم بیسموت در فاز پایدار بلندروی و دو فاز احتمالی بررسی شده است. محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل، در چارچوب نظریه تابعی چگالی و با استفاده از بسته محاسباتی کوآنتوم اسپرسو انجام شده است. شبه پتانسیل های مورد استفاده با شرایط بار¬پایسته و فوق نرم ساخته شده اند و تابعی تبادلی- همبستگی آن ها از نوع lda و gga می¬باشد. محاسبات نسبیتی کامل ساختار نواری بیان گر این است که این ترکیب در فاز بلندروی شبه فلز است و دارای گاف جزیی با مقداری منفی است و در دو ساختار سنگ نمکی و سزیم کلرید فلز می باشد. نتایج حاصل از تراکم پذیری نشان می دهد که تراکم پذیری ساختار بلندروی از فاز سنگ نمکی بیشتر و از فاز سزیم کلرید کمتر است. نمودار پراکندگی فونونی مشخص می کند که فازهای سنگ نمکی و سزیم کلرید، فازهای ناپایداری برای این ترکیب می باشند. ویژگی های ترمودینامیکی محاسبه شده برای فاز بلندروی با قوانین تجربی مطابقت خوبی دارند.

در این تحقیق ویژگی های ساختاری، الکترونی، اپتیکی، فونونی و گرمایی ترکیب ws2 بررسی شده است. محاسبات با استفاده از روش شبه¬پتانسیل، در چارچوب نظریۀ تابعی چگالی و با استفاده از کد محاسباتی pwscf انجام شده است. شبه پتانسیل های مورد استفاده تحت دو شرایط بار¬پایسته و فوق نرم ساخته شده و تابعی تبادلی- همبستگی آن ها از نوع lda و gga می¬باشد. مطالعۀ ساختار نواری بیان¬گر این است که این ترکیب یک نیم رسانا با گاف نواری ev 35/1 است. نتایج به¬دست آمده از خواص اپتیکی حاکی از انطباق ساختار نواری با سهم موهومی تابع دی¬الکتریک و همچنین برابری تقریبی گاف نواری با گاف اپتیکی است. ضرایب شکست به¬دست آمده از سهم حقیقی تابع دی¬الکتریک به¬ترتیب در دو راستای x و z، 662/3 و 556/2 می¬باشند. از مطالعۀ خواص گرمایی درمی¬یابیم که افت ظرفیت گرمایی در دماهای پایین، به¬صورت "t" ^"3" است. در دماهای بالا نیز ظرفیت گرمایی به j/k.mol 673/71=nkb3 (قانون دولن– پتی) نزدیک می¬شود. همچنین مقدار گرمای¬ویژه و آنتروپی این ترکیب در دمای اتاق به¬ترتیب برابر j/k.mol 221/65 و j/k.mol 757/68 به¬دست آمد.

در این تحقیق ویژگی های ساختاری، الکترونی و اپتیکی ترکیب کلسیم کربنات در فازهای مختلف بررسی شده است. محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل، در چارچوب نظری? تابعی چگالی و با استفاده از کد محاسباتی pwscf انجام شده است. نتایج حاصل از تراکم پذیری نشان می دهد که با افزایش فشار از فاز هگزاگونال به ارتورومبیک مدول حجمی افزایش یافته و در نتیجه ماده سخت تر می شود. مطالع? ساختار نواری بیان گر این است که این ترکیب در فاز هگزاگونال (کلسیت)، فاز ارتورومبیک (آراگونیت) و ارتورومبیک (واتریت) عایق است. نتایج به دست آمده از خواص اپتیکی سه فاز هگزاگونال (کلسیت)، ارتورومبیک (آراگونیت) و ارتورومبیک (واتریت) حاکی از انطباق ساختار نواری با سهم موهومی تابع دی الکتریک و هم چنین برابری تقریبی گاف نواری با گاف اپتیکی است. نتایج به-دست آمده با دیگر داده های موجود سازگاری خوبی دارد.

دمای بیرونی ترین لایه ی جو خورشید (که به تاج معروف است)، بیش از ??? برابر دمای نزدیک ترین لایه ی جو به سطح است. با گذشت بیش از ?? سال از طرح پرسش در خصوص روش یا روش های گرمایش تاج، ارائه ی پاسخ ها و سازکارهای مختلف برای آن همچنان ادامه دارد .