در این پژوهش، ¬ویژگی¬های اصلی ¬رسانندگی¬ اسپینی سامانه الکترود- مولکول- الکترود بصورت نظری بررسی¬ می¬شود. در این سامانه ¬مولکولی از یک فلز فرومغناطیس (fm) نوعی بصورت شبکه مکعبی ساده به -عنوان الکترود فرومغناطیس با سطح مقطع محدود و از مولکول پلی¬اسن (polyacene) به عنوان پل مولکولی بین دو الکترود استفاده می¬شود. برای مطالعه رفتار الکترونی ¬ساختارfm / polyacene / fm یک ¬مدل¬ هامیلتونی بستگی قوی ¬ارائه نموده ¬و براساس آن ¬از یک روش تابع گرین غیر تعادلی برای ¬محاسبه ¬خواص¬ رسانندگی وابسته به اسپین ¬سامانه استفاده ¬می¬کنیم¬. در چارچوب مدل محاسباتی پیشنهادی و کاربرد ¬فرمول¬بندی ¬لانداور، مقاومت مغناطیسی تونلی (tmr) سامانه محاسبه و مشخصه جریان- ولتاژ آن تعیین می¬گردد. همچنین رسانندگی ¬وابسته به اسپین این ساختار از میان ترازهای انرژی مولکول محاسبه می¬شود که نتایج بدست آمده نشان می¬دهد این رسانندگی حساسیت قابل ملاحظه¬ای ¬¬به ¬قدرت پیوندگاه فلز/ مولکول و طول ¬مولکول ¬دارد. علاوه بر این، محاسبات ما نشان ¬می¬دهد که ¬اعمال ¬ولتاژ گیت بر مولکول ¬باعث می¬شود تا رفتار tmr و مشخصه¬ جریان- ولتاژ سامانه بطور قابل ملاحظه¬ای تغییر نماید. نتایج¬ این پژوهش می¬تواند در طراحی قطعات الکترونیکی نانومتری وابسته به جریان اسپین مانند دیودها و ترانزیستورهای اسپینی، دریچه¬های اسپینی، حافظه رایانه¬ها، حسگرهای اسپینی و ... مورد استفاده قرار گیرد.

هدف این پایان نامه، مطالعه ی خواص اپتیکی نانولوله های کربنی و بور نیترید شامل بخش حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک است. در این پژوهش ابتدا ویژه مقادیر و ویژه حالت های نانولوله ها به روش بستگی قوی تک-اربیتالی محاسبه و با استفاده از ویژه مقادیر ساختارهای نواری و چگالی حالت های آن ها بدست آمده اند، سپس بخش موهومی تابع دی الکتریک برای قطبش نور موازی با محور نانولوله های نیمرسانابا استفاده از قاعده ی طلایی فرمی و تقریب دو قطبی محاسبه شد و نهایتا با استفاده از روابط کرامرز-کرونیک بخش حقیقی تابع دی الکتریک آن ها بدست آمده اند. همچنین میزان حسـاسیت نانولوله های کربنی و بور نیترید به میدان الکتریکی عمود بر محور نانولوله و میدان مغناطیسی موازی با محور نانولوله مورد بررسی قرار گرفته اند. محاسبات ما نشان می دهند که نانولوله های کربنی با توجه به ساختار هندسیشان ممکن است رسانا یا نیمرسانا و نانولوله های بورنیترید نیز همواره نیمرسانا هستند. اعمال میدان الکتریکی در نانولوله های کربنی باعث گذار فاز از رسانا به نیمرسانا و برعکــس و در نانولوله های بورنیترید گذار فاز از نیمرسانا به رسانا می-شود. اعمال میدان مغناطیسی نیز باعث گذار فاز در نانولوله های کربنی می شود ولی نانولوله ی بورنیترید در هر میدان مغناطیسی نیمرسانا باقـی می ماند. نتایج بدست آمده برای انرژی گاف و ثابت دی الکتریک ایستـایی هم خوانی خوبی با نتایج محاسبات اصول اولیه دارد. همه ی محاسبات این پژوهش با برنامه نویسی به زبان مطلب انجام شده است.