هدف از انجام پروژه ی حاضر، مطالعه ی دوتایی آهن به روش مونت کارلوی کوانتومی است. روش مونت کارلوی کوانتومی یک روش تصادفی است که برای حل معادله ی شرودینگر به کار می رود. خاصیت تصادفی بودن، ناشی از استفاده از اعداد تصادفی است. در حقیقت، مونت کارلوی کوانتومی از به کارگیری روش های مونت کارلو در حل معادله ی شرودیگر به دست می آید. مزیت عمده ی این روش، مستقل بودن دقت از ابعاد انتگرال گیری است. همچنین این روش، به دلیل مستقل بودن دقت آن از ابعاد انتگرال، بهترین روش ممکن برای بررسی سیستم های پیچیده، مانند سیستم های همبسته ی قوی و نیز سیستم های بزرگی است که روش های شیمی محاسباتی مدرن مانند روش برهم کنش ریخت بندی از عهده ی انجام آن خارج هستند. مونت کارلوی وردشی (vmc) و مونت کارلوی پخشی (dmc) پرکاربردترین روش ها در انجام محاسبات ساختار الکترونی هستند که در پروژه ی حاضر مورد استفاده قرار گرفتند. برای انجام محاسبات مونت کارلوی کوانتومی،کد casino مورد استفاده قرار گرفت. این کد دارای قابلیت-های متعددی از جمله قابلیت برخورد با سیستم های محدود مانند اتم ها، مولکول ها، بلورها، سیستم های باشرایط مرزی دوره ای، گازهای الکترونی همگن و غیرهمگن دوبعدی و سه بعدی در فازهای بلوری یا مایع و غیره، است. شروع محاسبات مونت کارلوی وردشی مستلزم وجود یک تابع موج آزمون ورودی است. راه های متعددی برای تولید این تابع موج آزمون وجود دارد. یکی از راه-های ممکن استفاده از تابع موج خروجی نظریه ی تابعی چگالی (dft) است. برای انجام محاسبات نظریه ی تابعی چگالی کد gaussian03 به کار رفت. هر اندازه که تابع موج ورودی برای انجام محاسبات مونت کارلوی وردشی نزدیکی بیش تری به تابع موج حالت پایه ی سیستم داشته باشد، محاسبات با دقت بیش تر انجام می شوند. به همین منظور دقت زیادی در انتخاب مجموعه توابع پایه ی به کار رفته در محاسبات نظریه ی تابعی چگالی صورت گرفت، به طوری که مجموعه توابع پایه ی به کار رفته، بهترین انتخاب ممکن برای بررسی سیستم در روش dft باشد. پیش از انتخاب مجموعه توابع پایه ی بهینه، چندگانگی اسپینی سیستم تعیین و برابر 7 به دست آمد. در نهایت فایل خروجی حاصل از محاسبات dft با کد gaussian03 برای تولید تابع موج آزمون محاسبات مونت کارلوی وردشی مورد استفاده قرار گرفت. در شروع انجام محاسبات، واریانس محاسبات vmc بسیار بالا بود. بررسی مراجع معلوم ساخت که افت و خیز شدید الکترون های مرکزی باعث افزایش واریانس محاسبات می شود. بنابراین یک شبه-پتانسیل موضعی با 12 الکترون مرکزی در انجام محاسبات به کار گرفته شد و واریانس محاسبات تا حد قابل قبولی کاهش یافت. تابع موج حاصل شده از روش vmc به عنوان تابع موج راهنما و اعمال نمونه برداری با اهمیت در روش dmc به کار گرفته شد. محاسبات dmc نیز با استفاده از همان شبه پتانسیل به کار رفته در محاسبات vmc انجام شد. برای افزایش دقت محاسبات، امکانات مختلفی از جمله تغییر تعداد گام ها و گام زن ها و بهینه سازی ضریب backflow آزموده شد. استفاده از ضریب backflow زمان محاسبات را تا 6 برابر افزایش داد، اما تاثیر چندانی بر کاهش واریانس محاسبات نداشت؛ بنابراین در نهایت ضریب backflow از محاسبات حذف شد. برای فواصل بین اتمی مختلفی که حول فاصله ی تعادلی حاصل از روش dft انتخاب شده بودند، محاسبات dmc انجام گرفت و نمودار انرژی بر حسب فاصله ی دو اتم آهن با چند جمله ای درجه 4 فیت شد. در نهایت، طول پیوند برای دوتایی آهن برابر ?054/2 و انرژی پیوند برابر ev143/1- به دست آمد. مقادیر حاصل در مقایسه با مقادیر تجربی برگرفته از مراجع، دقت بالایی را نشان می دهند. علاوه بر نتیجه ی ذکر شده، که هدف اصلی پایان نامه ی حاضر بود، نتایج دیگری نیز به طور جانبی حاصل شد؛ به عنوان مثال مشاهده شد که برای مقادیر بیش تر از تعداد معینی از گام زن ها دقت محاسبات تغییر چندانی نمی کند. همچنین اهمیت استفاده از شبه پتانسیل در انجام محاسبات برای سیستم های بزرگ و همبسته ی قوی روشن شد.

نقره از جمله عناصری فلزی است که به واسطه‎‎ ی خواص آنتی باکتریال که از خود نشان می دهد‏، از زمان های گذشته مورد استفاده بوده است. امروزه با استفاده از فناوری نانو و باتوجه به این که در مقیاس نانومتر نسبت سطح به حجم افزایش و میزان اثرگذاری و واکنش پذیری این ماده نیز فزونی می یابد؛ از نانوخوشه های نقره به عنوان کاتالیزور و یک ماده ضدعفونی کننده استفاده می شود. آلیاژ کردن این ماده با عناصر دیگر نظیر پالادیم که یک فلز گران قیمت و یک کاتالیزور بسیار خوب در حالت بلوری و در مقیاس نانومتر می باشد علاوه بر افزایش خواص کاتالیزوری باعث صرفه ی اقتصادی نیز خواهد شد. در این پایان نامه ‎‎‎با‎ استفاده بسته ی محاسباتی "شبیه سازی مولکولی ابتدا به ساکن موسسه ی فریتز هابر ‎ ‎lr{‎(‎‎fhi-‎aims)‎}‎‎`` نانوخوشه های خالص نقره‏ و نانوخوشه های آلیاژی نقره با یک و دو پالادیم بررسی شده است. این بسته محاسباتی در درجه اول متکی بر اصول نظریه تابعی چگالی است‏، همچنین تصحیحات بس ذره ای مانند خود انرژی های gw‎ ‎را نیز‎‎ در برمی گیر‎د.‎ ‎در ابتدا به منظور تایید محاسبات انجام شده با این کد‏، خواص ساختاری و الکترونی دو تایی و بلور نقره با استفاده از بسته ی محاسباتی ‎{wien2k‎ ‎‎ ‎نیز محاسبه شد و همخوانی بسیار خوبی بین نتایج به دست آمده از این دو بسته محاسباتی مشاهده شد. پس از بهینه سازی پارامترهای ورودی و انتخاب تابعی تبادلی-همبستگی مناسب‏، در مرحله ی بعد‏، ساختارهای مختلف نانوخوشه های دو تا نه اتمی نقره بررسی و پایدارترین ساختار برای هر خوشه‏ تعیین شد. دیده شد که اثر یان تلر یک عامل تعیین کننده در هندسه ی نانوخوشه‎ های‎ پایدار نقره می باشد. و در نهایت خواص ساختاری‏، الکترونی ‏(انرژی واپاشی و الکترون خواهی‏، پتانسیل یونش‏،گاف انرژی ‎‎homo-lumo‎‎)، مغناطیسی و ارتعاشی این خوشه ها محاسبه و روند کلی اثر اندازه بر این خواص بررسی شد. محاسبات انجام شده نشان می دهد که خوشه های کوچک تر از هفت اتم داری ساختارهای دو بعدی و خوشه های بزرگ تر دارای هندسه های سه بعدی می باشند. همچنین ‎همگرایی‎ طول پیوند میانگین‏، عدد هم آرایی میانگین و انرژی بستگی این خوشه ها به مقادیر نظیر در حالت انبوهه مشاهده شد. مشاهده کردیم که خوشه های خالص با تعداد اتم زوج نسبت به خوشه های با تعداد اتم فرد پایدارترند. برای خوشه های آلیاژ شده ی نقره با یک و دو اتم پالادیم بعد از تعیین ساختارهای پایدار مشخص شد که در خوشه های آلیاژی نقره با یک پالادیم نیز گذار از ساختار دو بعدی به سه ساختار سه بعدی از نانوخوشه ی هفت اتمی آغاز می شود و همچنین ساختار هندسی نانوخوشه آلیاژی کوچک تر از هشت اتم مشابه خوشه های خالص نقره می باشد. در حالی که در مورد خوشه های آلیاژی نقره با دو پالادیم از نانوخوشه ی چهار اتمی به بعد ساختارهای سه بعدی پایدار هستند و هندسه این نانوخوشه های آلیاژی و بیشتر به ساختار هندسی خوشه های خالص پالادیم نزدیک می باشد . علاوه بر این تفاوت رفتار‏، پایداری نسبی (اندازه جادویی) با آلیاژکردن خوشه های خالص نقره تغییر کرده است. ‎ نظریه تابعی چگالی، ‎

در کار حاضر اثر آلیاژ شدگی با یک و دو پالادیوم را بر روی خواص الکترونی و طیف جذب نانوخوشههای کوچک نقره بررسی می کنیم. با توجه به ماهیت پدیده جذب، که یک پدیده کوانتومی وابسته به زمان است، از نظریه تابعی چگالی وابسته به زمان برای انجام محاسبات استفاده شده است. این محاسبات را با کد اختاپوس انجام داده ایم. این بسته محاسباتی در چارچوب نظریه تابعی چگالی وابسته به زمان تولید شده است و از روش شبه پتانسیل و بسط تابع موج وکمیتهای مرتبط در فضای حقیقی برای انجام محاسبات استفاده می کند. لازم به ذکر است که از آنجایی که نرم افزار اختاپوس برای بهینه سازی هندسه ساختارها با مشکل جدی مواجه است، محاسبات واهلش ساختاری، با نرم افزار کوانتوم اسپرسو انجام شده است. نتایج به دست آمده برای طیف جذب، توافق خوبی با نتایج تجربی موجود دارند. ما در طیف جذب نانوخوشه ششتایی نقره، که بزرگترین نانوخوشه صفحه ای نقره است، یک پیک بسیار قوی مشاهده کردیم و آن را به تقارن بالای این ساختار نسبت دادیم. در مورد نانو خوشه ششتایی نقره دریافتیم که طیف جذب تجربی با جمع نمودارهای طیف جذب پایدارترین ساختار و اولین ایزومر قابل مقایسه است و لذا نتیجه میگیریم که در نمونه تجربی این نانوخوشه، پایدارترین ساختار و ایزومر اول همزیست هستند. همچنین نتایج نشان می دهدکه آلیاژ شدن با پالادیوم، باعث افزایش تعداد پیکها و همچنین پهن شدن بعضی از آنها می شود. به همین ترتیب، مشاهده شد که اربیتال d اتم پالادیوم، همانند یک حائل، باعث می شود که الکترون های اربیتال s اتم نقره گذارهای کمرنگتری را به حالت های رسانش داشته باشند که همین امر باعث ضعیف شدن پیک های کم انرژی می شود.

چکیده: در چند دهه ی گذشته مطالعه ی مولکول های دو اتمی واسطه در سطح نظری و تجربی مورد اهمیت قرار گرفته است. شاید مهمترین انگیزه ی چنین مطالعاتی پاسخ به این سوال است که کوچک ترین اندازه ی ذره برای ذخیره سازی اطلاعات چقدر است؟ کم هزینه ترین روش محاسباتی خوشه ها و سیستم های بزرگ نظریه ی تابعی چگالی است. تاکنون مطالعات زیادی با استفاده از نظریه ی تابعی چگالی بر روی این طیف از عناصر انجام شده است. اما کمتر در مورد دقت انجام این محاسبات بحث شده است. نقطه ی شروع این مطالعات مولکول های دو اتمی است. مطالعات نشان می دهد نظریه ی تابعی چگالی حالت پایه ی الکترونی را به جای این که به صورت ‎4s^2 3d^n ‎ نشان دهد به شکل ‎ 4s^2 3d^(n+1)پیش بینی می کند و این بزرگترین نقص نظریه ی تابعی چگالی در مورد این گروه از عناصر است. در این میان نتایج موجود در مورد دو تایی کبالت با ابهامات بیشتری همراه است. به همین خاطر مطالعات خود را بر روی این دو اتمی و نزدیک ترین همسایه هایش آهن و نیکل انجام دادیم. محاسبات با استفاده از بسته ی محاسباتی gaussian ‎ و تابع موج ‎ aug-cc-pvdz ‎ بر روی حالات مختلف اسپینی انجام گرفت. به منظور مطالعه ی آثار همبستگی، با ثابت در نظرگرفتن سهم تبادلی، و همبستگی های مختلف خواص حالت پایه را حساب کردیم. سپس به مطالعه ی گاف انرژی، توزیع بار الکتریکی و نحوه ی پرشدگی اربیتال ها با استفاده از تحلیل ‎ nbo ‎ پرداختیم. تابعی های مختلف نتایج متفاوتی را پبش بینی می کند. از آن جایی که پر شدگی اربیتال های مختلف متفاوت است، نتایج متفاوتی به دست خواهیم آورد که نشان می دهد در عناصر واسطه آثار همبستگی تاثیر زیادی بر روی انرژی حالت پایه می گذارد. به همین خاطر استفاده از یک روش دقیق تر برای انجام چنین مطالعاتی لازم است. در حال حاضر مونت کارلوی پخشی دقیق ترین ابزار محاسباتی موجود است. در این نوع محاسبات از تابع موج برای رسیدن به انرژی حالت پایه استفاده می کنیم. تابع موج از دو بخش دترمینانی و جسترو تشکیل شده است. پارامتر های موثر در تعیین انرژی به تابع موج وابسته می شود. در هر مرحله سعی می کنیم بااستفاده از وردش پارامتر ها را به گونه ای تغییر دهیم که انرژی نسبت به حالت قبل منفی تر شود. محاسبات با روش های آماری انجام می شود بنابراین نتایج با مقداری خطا همراه است. سعی کردیم منابع خطا را به حداقل برسانیم. مهمترین منابع خطا دترمینان های اسلیتر، گام زمانی و بخش جستروی تابع موج است. پس از آن که تابع موج مناسب را پیدا کردیم محاسبات مونت کارلوی پخشی را با استفاده از بسته ی محاسباتی ‎ casino ‎ در دو گام زمانی مختلف تکرار کرده و با روش برون یابی انرژی حالت پایه در زمان صفر را به دست می آوریم. در نهایت با داشتن انرژی در چندین نقطه، سطح پتانسیل را با استفاده از تابع پتانسیل مورس-ریدبرگ برازش می دهیم و خواص حالت پایه را به دست می آوریم. محاسبات نشان می دهد طول پیوند بهینه برای دو اتمی کبالت‎1/35a^0‎است. نتایج را برای سایر حالت های اسپینی تکرار می کنیم. متاسفانه نتایج برای دو اتمی نیکل بر خلاف سطح انتظار ما است و اندکی با تجربه اختلاف دارد. به همین خاطر محاسبات را با بهترین روش های شیمی محاسباتی که از نظر دقت قابل رقابت با مونت کارلوی کوانتومی است مقایسه می کنیم. نتایج به دست آمده نتایج مونت کارلو را تایید می کند. در آخرین مرحله با استفاده از هامیلتونی هایزنبرگ برهمکنش تبادلی از حالت فرمغناطیس به حالت آنتی فرومغناطیس را مطالعه کردیم. نتایج نشان می دهد سهم این برهمکنش با افزایش فاصله به صورت نمایی کاهش می یابد. کلمات کلیدی‎ نظریه ی تابعی چگالی، مونت کارلوی پخشی،دو اتمی واسطه، مدل هایزنبرگ، تابع موج،وردش

بروزخواص غیرمعمول اکسیدهای پایروکلردردماهای پایین به دلیل ساختار ناکام هندسی مغناطیسی آنھا، باعث شد این مواد موردتوجه قراربگیرند. er2ti2o7 از اکسید های پایروکلر مغناطیسی با گروه فضایی fd m می باشد. ممان های ایربیوم در صفحه های عمود بر محور های موضعی <111> قرار می گیرند و با مدل xy توصیف می شود. در این پروژه محاسبات ابتدا به ساکن، بلور er2ti2o7 در تقریب lda،lda+u و lda+u+soc به وسیله ی کد fleur با استفاده از روش fp-lapw محاسبه شد. در تقریب lda، تیتانایت ایربیوم فلز پیش بینی می شود، در حالی که این ماده عایق می باشد. پس به سراغ تقریب lda+u می رویم و با اعمال u آثار همبستگی اوربیتال های به شدت جایگزیده یf4 را تصحیح می کنیم. از آنالیز چگالی کلی حالت ها، انرژی گاف را برابر با 99/2 الکترون ولت بدست می آوریم. همچنین نتایج محاسبات، منشا مغناطش سیستم را بر هم-کنش های کولنی و اصل طرد پائولی بین الکترون های موجود در اوربیتال های f 4 و برابر مقدار های 8/8 مگنتون بوهر در تقریب lda+u+soc هم راستا با نظم های فرو و پاد فرو مغناطیس و 2/8 مگنتون بوهر در محاسبات ناهم راستا با نظم all-inنشان می دهد. در واقع بر هم کنش قوی اسپین-مدار در er2ti2o7 موجب نا هم راستا شدن مغناطش می شود.اما تعداد زیادی از حالت-های f، در کمینه های موضعی به دام می افتند و نمی توانند حالت پایه ی الکترونیکی صحیح خود راپیدا کنند و منجر به پیش بینی نادرست مغناطش و سخت همگرا شدن و حتی همگرا نشدن محاسبات برای پیکربندی های دیگری مانند حالت پایه ی حاصل از نتایج تجربی و نظری تیتانایت ایربیوم و 3in-1out می شوند. همچنین آنالیز چگالی حالات جزیی یون های ایربیوم، تیتانیوم و اکسیژن در بلور، نشان می دهند که اوربیتال-های f 4 یون ایربیوم با اوربیتال هایp2 اکسیژن به صورت ضعیف هیبرید می شوند و بنابراین این اوربیتال ها همچنان به شدت جایگزیده باقی می مانند.

مواد ناکام هندسی حتی در دماهای پایین تر از دمای کوری وایز نیز در فاز پارامغناطیس باقی می مانند. با بررسی پادفرومغناطیس های ناکام هندسی مشاهده شده است که رویه ی حالت پایه ی این مواد دارای تبهگنی ماکروسکوپی بوده و این حالت پایه ی تبهگن، به هر گونه اختلالی بسیار حساس می باشد. در این پایان نامه ابتدا انواع ناکامی را معرفی کرده و پس از آن به بررسی مطالعات ‏نظری گذار فاز در مواد ناکام هندسی می پردازیم. سپس قانون تجربی کوری وایز را معرفی می کنیم و رفتار یک ماده ی ناکام هندسی را بر اساس این قانون بررسی می کنیم. از آنجا که فاز کولنی تنها برای شبکه های دو بخشی به وجود می آید، این دسته از شبکه ها نیز معرفی شده است. پس از آن با توضیح فاز کولنی، شبکه ی مادر و شبکه ی میانی را نیز تعریف خواهیم کرد و رفتار میخکوبی شده در این نوع از شبکه ها را مورد مطالعه قرار خواهیم داد. در فصل دوم تقریب خودسازگار گاوسی را به طور مفصل بیان کرده و پس از آن نحوه ی به دست آوردن مقدار خودسازگار گاوسی در دماهای مختلف را توضیح خواهیم داد. در قسمت بعد چگونگی محاسبه ی کمیت های ترمودینامیکی را با استفاده از این روش مطالعه می کنیم. در فصل سوم نیز با به کارگیری روش خودسازگار گاوسی برای چند شبکه برخی از ویژگی های ترمودینامیکی آنها را بررسی می کنیم: ابتدا برای شبکه مکعب ساده با به دست آوردن مقادیر خودسازگار گاوسی، تابع ساختار را رسم کرده و با توجه به آن دمای گذار را به دست می آوریم. با استفاده از روش خودسازگار، تابع پذیرفتاری مغناطیسی را محاسبه و آن را به ازای دماهای مختلف رسم خواهیم کرد. بنابراین نمای بحرانی پذیرفتاری با دقت خوبی نسبت به محاسبات مونت کارلو به دست می آید. همچنین نمودار تابع انرژی داخلی برای دماهای مختلف نیز رسم شده است. گذار فاز در شبکه ‎fcc‎ را در قسمت بعدی بررسی می کنیم. با روش خودسازگار گاوسی تابع ساختار را رسم کرده و عدم پیدایش بیشینه ی منحصر به فرد در این نمودار را مطالعه می کنیم. اما می توان دید که در نظر گرفتن همسایه ی دوم موجب به وجود آمدن نظم در این شبکه می شود و متناسب با اینکه نوع برهمکنش همسایه دوم فرومغناطیس و یا پادفرومغناطیس باشد مکان بیشینه های تابع ساختار متفاوت خواهند بود. بعد از آن مدل هایزنبرگ پادفرومغناطیس در شبکه ی پایروکلر را در نظر می گیریم و با محاسبه ی مقدار خودسازگار در دماهای مختلف تابع ساختار را رسم خواهیم کرد. اما می توان دید که با کاهش دما در این شبکه شاهد پیدایش هیچ بیشینه ی منحصر به فردی نخواهیم بود. بنابراین تأثیر در نظر گرفتن جمله ی ناهمسانگردی به هامیلتونی را مورد بررسی قرار خواهیم داد و می بینیم که چگونه به ازای مقادیر مختلف برای این جمله، نظم در این شبکه ایجاد می شود. در آخر نیز مدل ‎xy‎ برای شبکه کاگومه در نظر گرفته شده و عدم به وجود آمدن نظم در این سیستم مورد مطالعه قرار گرفته شده است. ‎‎‏پس از آن می بینیم که اضافه کردن جمله ی ناهمسانگرد به هامیلتونی مدل ‎xy‎ باعث رخ دادن گذار فار در سیستم می شود. با محاسبه ی مقدارخود سازگار گاوسی تابع ساختار را نیز رسم خواهیم کرد. سپس با محاسبه ی تابع پذیرفتاری مغناطیسی، نمای بحرانی پذیرفتاری را برای مقادیر مختلف جمله ی ناهمسانگردی محاسبه کرده ایم.

?در این پایاننامه به بررسی خواص الکترونی و مغناطیسی ? ،tb?ti?o??که یک اکسید پایروکلر مکعبی? ?ناکام با فاز مایع اسپینی است، پرداختیم. ما برای بررسی خواص الکترونی و مغناطیسی این سیستم از ?نظریه ی تابعی چگالی ) ? (dft?استفاده کردیم. تمام محاسبات در نظریهی تابعی چگالی با روش موج? تخت بهبودیافتهی خطی شدهی تمام پتانسیل ) ? (fp ?lapw?و به کمک کد ? ،fleur?انجام شدند. از? ?تابعیهای ? gga?و ? gga + u?برای انرژی تبادلی-همبستگی الکترونها استفاده کردیم. محاسبات در? ?تقریب ? ،gga?اکسید تیتانایت تربیوم را برخلاف تجربه فلز مغناطیسی نشان دادند. با استفاده از تقریب? ?? gga + u?توانستیم برهمکنشهای کولنی بین الکترونهای ? f?را تصحیح کنیم و ?tb?ti?o??در این? ?محاسبات عایق مغناطیسی پیشبینی شد. آنالیزهای چگالی حالات الکترونی، الکترونهای ? ?f?اتمهای? ?تربیوم را به عنوان منشأ مغناطش ماده نشان دادند. همچنین این آنالیزها هیبریدشدگی ضعیفی بین? ?اربیتالهای ? f t b?و اربیتالهای ?? p o?را نشان دادند. به دلیل وجود برهمکنش قوی اسپین-مدار بین? ?الکترونهای ? ،f?محاسبات ? gga + u + soc?را با پیکربندیهای همراستا و ناهمراستا نیز انجام? ?دادیم. گشتاور مغناطیسی ? t b?از محاسبات همراستا و ناهمراستا به ترتیب ? ?? ??b?و ? ?? ??b?بدست آمد.?اما مقدار گشتاور مغناطیسی در تجربه حدود ? ??b?اندازهگیری شده است. در واقع محاسبات نظریه ی? تابعی چگالی در کمینههای موضعی به دام میافتند و برای بدست آوردن گشتاور مغناطیسی صحیح? تربیوم نیاز به روشهای پیچیدهتری برای پیدا کردن کمینهی سراسری در محاسبات ساختار الکترونی? داریم. برای بدست آوردن حالت پایهی tb?ti?o?? ?انرژیهای دو پیکربندی ?) all ? in?نظم بلندبرد(? و ?) two ? in/two ? out?نظم یخ اسپینی( را با هم مقایسه کردیم. پیکربندی ? all ? in?پایدارتر از? پیکربندی ? two ? in/two ? out?بدست آمد.?

مطالعات اخیر نشان می دهد که عملکرد پروتئین ها ارتباط مستقیمی با نحوه ی تا شدن آن ها دارد و بسیاری از بیماری ها ناشی از نادرست تا شدن پروتئین ها است. به همین دلیل اخیراً در جامعه ی محاسباتی ابتدا به ساکن، بررسی نحوه ی تا شدن پروتئین ها مورد علاقه زیادی قرار گرفته است. هدف پروژه ی حاضر بررسی اثر یون های فلزی بر نحوه ی تا شدن و خواص اپتیکی پروتئین ها است. برای این کار ابتدا با استفاده از میدان های نیروی کلاسیکی کمینه های مهم تر سطح انرژی پتانسیل سیستم را تعیین کردیم و سپس با استفاده از محاسبات کوانتومی در چارچوب نظریه تابعی چگالی و رهیافت پتانسیل کامل به بررسی دقیق تر این کمینه ها پرداختیم. در ادامه با استفاده از نظریه ی تابعی چگالی وابسته به زمان و بهره گیری از تکنیک شبه پتانسیل به بررسی طیف جذب اپتیکی تعدادی از ساختار های کمینه ی سطح انرژی پتانسیل پرداختیم. در انتها نیز با گذاشتن یک یون +na در کنار سیستم قبلی و حذف کلاهک های آن، مسیر قبلی را تکرار نموده و کمینه های سطح انرژی پتانسیل جدید و همچنین طیف جذب آن ها را بررسی نموده ایم. در نهایت مشاهده شد که +na با اشباع پیوندهای هیدروژنی و مقید کردن الکترون های سیستم، باعث کاهش شدت جذب می شود؛ همچنین ساختار بدست آمده، بخاطر کم بودن تعداد آمینواسیدهایش، در کنار یون سدیم، دارای ساختاری حلقوی با محوریت سدیم است.

به دست آوردن ساختار پایدار مواد اولین و ضرورترین مرحله برای بدست آوردن خواص آن ماده است. بنابراین جستجوی ساختاری یک بخش بسیار مهم از علم محاسباتی مواد است و برای شناخت ساختار پایدار مواد جدید[phys. rev. lett., vol. 109, 245503,2012]، یافتن فازها و ترکیب¬های جدید مواد موجود [science, vol. 342, 1502–5,2013] و شناخت دیگر فازهای پایدار مواد، تحت فشار بالا [phys. chem. chem. phys., vol. 15, 7696–700, 2013] مورد استفاده قرار می¬گیرد. در این رساله هدف یافتن ساختاهای پایدار و ناشناخته نانوخوشه¬های تنگستن اکساید است، و ما در این پایان نامه نانوخوشه¬های تنگستن اکساید را معرفی کرده و کاربرد های مختلف آن را بررسی می¬کنیم، همچنین راجع به روش بدست آوردن ساختارهای پایدار این نانوخوشه بحث کرده و روش الگوریتم ژنتیک و برنامه uspex را که به وسیله آن¬ها ساختارهای پایدار این خوشه¬ها را بدست آوردیم، معرفی می¬کنیم. همچنین در این رساله راجع به بسته محاسباتی fhi-aims که با بکار بردن معادله¬ی کوهن شم نظریه تابعی چگالی، برای واهلش ساختارها مورد استفاده قرار گرفته است و نحوه مرتبط کردن این بسته محاسباتی با برنامه uspex برای یافتن ساختارهای پایدار مواد توضیحاتی داده خواهد شد. در آخر ساختارهای پایدار بدست آمده برای هریک از خوشه¬های تنگستن اکساید مورد بررسی قرار می¬گیرد و راجع به پایداری آن¬ها، با توجه به ملاک¬های انرژی نسبی، پایداری نسبی، انرژی تشکیل و گاف homo-lumo، بحث خواهد شد.