نام پژوهشگر: محمد بیات بیاتانی

بررسی توپولوژی چگالی بار در بلور خالص و آلاییده fcc_c60
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان - دانشکده علوم پایه 1390
  محمد بیات بیاتانی   سعید جلالی اسدآبادی

تاکنون توپولوژی چگالی بار در مورد بلورهای بسیاری مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش برای اولین بار توپولوژی چگالی بار در بلور خالص fcc-c60 و آلاییده fcc-n@c60 به منظور مطالعه پیوندهای موجود در این بلورها بررسی شده است. بلور خالص fcc-c60 در دمای اتاق و فشار معمولی در شبکه fcc با گروه فضایی fm3m متبلور می-شود. به منظور بدست آوردن ساختار الکترونی بلور fcc-c60 ابتدا ساختار هندسی این ترکیب شبیه سازی شده است. در مولکول c60 شبیه سازی شده سه دسته اتم کربن نامعادل وجود دارد. همین امر باعث شد بلور fcc-c60 که ساخته شد دارای 24 عملگر تقارنی و حجم محاسبات کمتری باشد. محاسبات خودسازگار توسط کد محاسباتی wien2k بر پایه نظریه تابعی چگالی و پتانسیل کامل انجام شده است. پارامترهای rmtkmax و gmax بهینه شده اند. برای واهلش اتمهای کربن در ساختار fcc-c60 ، محاسبه طول پیوندها و چگالی الکترونی از تقریب شیب تعمیم یافته pbe-gga استفاده نموده ایم. طول پیوندهای بدست آمده از این روش سازگاری خوبی با طول پیوندهای بدست آمده از روشهای تجربی دارد. برای تحلیل توپولوژی چگالی بار از برنامه critic بر پایه نظریه اتمها در مولکول ریچارد بیدر استفاده شده است. در این پژوهش تمامی پیوندهای موجود در بلور fcc-c60 بررسی شده است. قدرت و مرتبه پیوندهای بین اتمهای کربن با استفاده از طول پیوندها و مقادیر چگالی بار در نقاط پیوند محاسبه و با مرتبه پیوندهای بین اتمهای کربن در مولکولهای اتان، اتیلن و استیلن مقایسه شده اند. نکته جالبی که مشاهده کردیم، وجود یک نقطه بیشینه چگالی بار در وسط مولکولهای c60و ایجاد پیوند بین این نقاط بیشینه با اتمهای کربن بود که می تواند دلیلی برای کروی بودن مولکولهای c60 باشد. در مرحله بعد به بررسی توپولوژی چگالی بار در بلور آلاییده fcc-n@c60 پرداخته شده است. تغییرات طول پیوندها و چگالی الکترونی با تقریب pbe-gga محاسبه شده اند. تغییرات زیادی در توپولوژی چگالی بار نسبت بلور خالص مشاهده کردیم. سپس توپولوژی چگالی بار، طول و قدرت پیوندها در بلور آلاییده fcc-n@c60 را با بلور خالص fcc-c60 مقایسه شده اند.