كارشناسي ارشد

ماده چگال محاسباتي

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده فيزيك

1397

[نه]، ۵۵ص.: مصور، جدول، نمودار

مجتبي اعلايي

اسماعيل عبدالحسيني سارسري

جواد هاشمي‎فر، شيرين نامجو

1397/07/24

كتابنامه

فيزيك

فيزيك

ID12704

4 چكيده محاسبهي خواص مغناطيسي عايقهاي مات بهدليل وجود جايگزيدگي غيرمنتظرهي الكترونها چالش جالبي براي محاسبات DFT روي اين بلورها بهوجود ميآورد محاسبات فراواني براي دستيابي به ضرايب هايزنبرگ اسپيني اين بلورها انجام شدهاست آنچه براي بلور NiO مشخص است ضريب هايزنبرگ اسپيني همسايگان مرتبهي دوم آن از اهميت فراواني برخوردار است به گونهاي كه ميتوان اثر انرژي هايزنبرگ همسايگان مرتبهي اول را در اين بلور ناديده گرفت همچنين منفي بودن اين مقدار ميتواند حالت پايهي انرژي پادفرومغناطيس با صفحات فرومغناطيس ۱۱۱ را براي اين بلور نشان دهد اين بلور داراي گاف انرژي برابر با 3 8eV تا 4 3eV است محاسبات اوليهي DFT گاف اين بلور را بسيار كمتر از اين مقدار پيشبيني ميكنند بنابراين براي محاسبهي دقيقتر خواص اين ماده الزم است از تصحيح مناسب براي بررسي الكترونهاي بهشدت جايگزيده در اربيتال d اتم نيكل استفاده شود بنابراين در اين پاياننامه از تصحيح هابارد براي اين موضوع استفاده ميشود همچنين براي محاسبات نسبتا دقيق و شبيهسازي مناسب بلور از روش تمام پتانسيل LAPW استفاده ميشود با استفاده از روش و تصحيح ياد شده ضرايب هايزنبرگ اسپيني بلور NiO را تا همسايگان مرتبهي چهارم محاسبه ميكنيم و سپس با استفاده از تقريب ميدان ميانگين از طريق ضرايب هايزنبرگ اسپيني بهدست آمده دماي نيل بلور را بهدست ميآوريم پس از آن ضريب درجه چهار اسپيني را براي اين بلور بهدست ميآوريم براي اين كار احتياج به محاسبات اسپين ناهمراستا داريم براي انجام محاسبات اسپين ناهمراستا و همچنين استفاده از روش LAPW از كد Fleur استفاده ميكنيم كلمات كليدي اكسيد نيكل نظريهي تابعي چگالي LDA U LAPW ضرايب هايزنبرگ اسپيني ضرايب درجه چهار اسپيني خواص الكتروني محاسبات اسپين ناهمراستا عايق مات تصحيح هابارد

1 Calculation of Heisenberg and biquadratic exchange interaction coefficients in NiO crystal using LAPW method and Hubbard correction Ali Shoosh E mail address a shoosh@ph iut ac ir Date of Submission 26 6 2018 Department of Physics Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language PersianSupervisor Dr Mojtaba AlaeiAbstract Localization of electrons in Mott insulators makes an interesting challenge in DFT calculation onthese crystals Many calculations have been done to obtain Heisenberg exchange interaction coefficients inthese crystals In NiO crystal Heisenberg exchange coefficient for second neighbors is significant thatreduces the influence of first neighbors Heisenberg energy in this crystal Also negativity of this value canindicate antiferromagnetic state by ferromagnetic plates of 111 as ground state of energy The band gapof NiO has been obtained 3 8 to 4 3eV as for this scale this crystal is insulator but ab initio calculationsof DFT predicts a very smaller gap We need an appropriate correction to calculate this crystal s properties In this thesis we use Hubbard correction for calculate localized electrons Also we use full potential LAPWmethod to simulate the crystal appropriate Using LAPW method and Hubbard correction we calculateHeisenberg exchange interaction coefficients for first to fourth nearest neighbors afterwards we calculateNeel s temperature for NiO bulk crystal using the mean field approximation We also calculate biquadraticexchange coefficient for this crystal For this we need non collinear calculations For non collinear andLAPW calculations we use Fleur code Keywords NiO DFT LAPW LDA U Heisenberg coefficients biquadratic coefficients electronproperties non collinear calculations Mott insulators Hubbard correction

مجتبي اعلايي

اسماعيل عبدالحسيني سارسري

جواد هاشمي‎فر، شيرين نامجو