بررسی برخی نواقص تقریب های رایج در نظریه تابعی چگالی و راه حل آن ها

نظریه تابعی چگالی یکی از موفق ترین نظریه ها در ماده چگال محاسباتی است. شالوده این نظریه بر این نهاده شده است که بادانستن چگالی حالت پایه یک سیستم بس ذره ای می توانیم تمام خواص آن را بدست آوریم. بر طبق این نظریه انرژی تبادلی همبستگی کل سیستم تابعی جهانی از چگالی است. شکل این تابعی جهانی مشخص نیست (و شاید هرگز مشخص نشود) و بنابر این ناچار به تقریب زدن می شویم. تقریب های رایج در این نظریه برای انرژی تبادلی همبستگی تابعی های lda و gga هستند. این تقریب ها دارای معایبی هستند که در برخی محاسبات خود را به صورت واضح نشان می دهند.برای مثال در تقریب های lda و gga جایگاه جذب مولکول co بر روی سطح pt اشتباه پیش بینی می شود. یا منوکسید آهن، feo، که یک عایق با گاف 2ev است. فلز پیش بینی مر شود. در این پایان نامه دو مثال co/pt(iii و ٍّfeo، را به صورت مفصل مورد بررسی قرار می دهیم. در مسئله co/pt(iii به بررسی اثر تابعی های مختلف gga بر روی مسئله می پردازیم و بعد از آن اثر یک تابعی غیر موضعی را برروی آن بررسی می کنیم و نشان می دهیم با استفاده از تابعی غیر موضعی می توان باعث بهبود نتایج شد. از طرف نشان خواهیم داد که برخی تابعی های gga وجود دارند که جایگاه درستی را برای جذب مولکول co پیش بینی می کنند. در ادامه به بررسی اثر فشار بر روی منوکسید آهن می پردازیم و نشان می دهیم که حتی با روش های اصلاحی مانند lda+u نیز ممکن است جواب درستی برای خواص ساختاری منوکسید آهن بدست نیاوریم و در ادامه برای راه حل آن استفاده از اثر اسپین -مدار را پیشنهاد می کنیم. علاوه بر آن به بررسی وجود و امکان نظم اربیتالی در این ساختار می پردازیم و نشان می دهیم که با استفاده از روش lda+u می توان نظم اربیتالی در سیستم پیدا کرد.