بررسی ابتدا به ساکن 1- اثرات سطحی بر خواص الکترونی، مغناطیسی و نیم فلزی co2mnsi(001) 2- خواص مغناطیسی و برهم کنش های فوق ریز در آلیاژهای رقیق کروم
Abstract
نظریه ی تابعی چگالی بستر نظری ارزشمندی را برای مطالعه ی گستره ی وسیعی از مواد با ویژگی های متنوع فراهم آورده است و دسته معادلات تک ذره ی کوهن-شم از مهم ترین راهکارهای موجود برای بروز توانمندی های این نظریه است. در فصل اول نحوه ی مطالعه ی سیستم های مغناطیسی را در نظریه ی تابعی چگالی بررسی می کنیم. ابتدا فرمول بندی غیر اسپینی این نظریه و دسته معادلات کوهن-شم معرفی می شوند و سپس با نگاهی به انواع ساختارها و نظم های مغناطیسی موجود، توسعه ی اسپینی نظریه ی تابعی چگالی استخراج می شوند و سپس با نگاهی به انواع ساختارها و نظم های مغناطیسی موجود، توسعه ی اسپینی نظریه ی تابعی چگالی استخراج می شود. نگاهی کوتاه به برهم کنش نسبیتی اسپین-مدار نیز خواهیم داشت. در این پایان نامه از بسته ی محاسباتی wien2k که دسته معادلات تک ذره ی کوهن-شم را به روش امواج تحت بهبود یافته ی خطی با پتانسیل کامل حل می کند استفاده شده است تا خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی دو ترکیب مهم و مورد علاقه محاسبه و بررسی شود. ترکیب اول آلیاژ هویسلر فرومغناطیس co3mnsi است که در فصل دوم به آن می پردازیم. این آلیاژ در دسته ای از مواد به نام نیم فلزات فرومغناطیس قرار دارد که به دلیل قطبش اسپینی ایده آل 100 درصد در تراز فرمی، در کانون توجه محققان علم و فناوری اسپنترونیک قرار دارند. در این رساله ابتدا خواص انبوهه ی این آلیاژ ارابه می شود و ضمن تایید رفتار نیم فلزی آن ساز و کار پیدایش این خاصیت در سیستم بحث می شود. سپس نتایج بدست آمد، درباره ی سطوح ایده آل comnsi(001) ارایه شده و هویت و دلیل پیدایش حالت های سطحی از بین برندهی رتفار نیم فلزی به دقت مطالعه می شوند. در انتها به مبحث بی نظمی های بلوری در سطوح این آلیاژ، که از موانع اصلی تایید تجربی رفتار نیم فلزی محسوب می شوند، می پردازیم و پس از تحلیل خواص ساختاری، الکترونی ، مغناطیسی و پایداری سطوح مختلف راهکاری را پیشنهاد می کنیم که بتوان با کنترل ترکیب سطحی توسط پارامترهای ترمودینامیکی، رفتار نیم فلزی را در سطوح حفظ کرد. ترکیب دوم انبوهه ی کروم است که فصل آخر به آن اختصاص یافته است. این ماده با وجود ساختار هندسی ساده ی مکعبی مرکزپر، دارای حالت پایه ی موج چگالی اسپینی نامتعارف است که زمینه ساز مطالعات تجربی و نظری فراوانی شده است. ما برای اولین بار به مطالعه ی برهم کنش فوق ریز در مکان ناخالصی های 4d در بلور زمینه ی کروم پرداختیم. ابتدا خواص انبوهه ی کروم بررسی شد و با محاسبه ی مقطع (001) سطح فرمی، خاصیت لانه گزینی آن مورد بررسی قرار گرفت. سپس خواص ساختاری، الکترونی، مغناطیسی و برهم کنش فوق ریز در آلیاژهای رقیق کروم (حاوی ناخالصی های فوق) مطالعه شد. نتایج حاکی از بزرگ نمایی محاسباتی میدان فوق ریز در مکان ناخالصی های مختلف هستند که منشاء آن تقریب تبادلی - همبستگی gga معرفی می شود. در انتها یک مدل ساده برای تصحیح این بزرگ نمایی و بدست آوردن نتایج قابل مقایسه با تجربه ارایه می شود.