علوم پایه

دانلود پایان نامه:مطالعه تئوری خواص مغناطیسی نیمرسانای ZnS TM

در این پایان نامه ، ساختار الکترونی و خواص مغناطیسی ترکیب نیمرسانای سولفیدروی آلاییده با عناصرواسطه Cr ، Mn و Fe با درصدهای 25/6% ، 5/12% و25% مورد بررسی قرار گرفته است . در فصل اول به طور اجمالی در مورد نیمرسانای ZnS و نظریه مغناطیسی مواد مطالبی ارائه گردیده است . در فصل دوم به بیان نظریه تابعی چگالی پرداخته ایم و نهایتاً با تعمیم نظریه تابعی چگالی ، معادلات تک ذره کوهن – شم بدست آمده است . در فصل سوم مروری از کارهای صورت گرفته توسط دیگران ارائه شد و سپس در فصل چهارم به مطالعه تئوری خواص مغناطیسی و الکترونی سولفیدروی خالص و آلایش یافته با عناصرواسطه کروم ، منگنز و آهن پرداختیم .
برای انجام این بررسی از کدمحاسباتی Wien2k که بر پایه نظریه تابعی چگالی استوار می باشد استفاده کرده ایم . برای انجام این محاسبات از تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) و تقریب تبادلی دقیق الکترون های همبسته (EECE) استفاده شده است .
نتیجه این مطالعه نشان داد که با جانشینی اتم مغناطیسی در شبکه مورد نظر ، ثابت شبکه دستخوش تغییرات منظمی می شود . بطوریکه با افزایش آلایش در هریک از نمونه های آلاییده ، ثابت شبکه کاهش می یابد که این امر به دلیل کوچکتر بودن شعاع یونی این عناصر در مقایسه با اتم روی می باشد .
مقایسه انرژی کل بین حالات فرومغناطیس ، آنتی فرومغناطیس و پارامغناطیس نشان دادند که فاز پایدار حالت پایه ترکیبات سولفیدروی آلاییده با کروم و آهن به ازای درصدهای اشاره شده فرومغناطیس است درحالی که نمونه آلاییده با منگنز آنتی فرومغناطیس است .
بررسی چگالی حالت های کلی این ترکیبات ، نشانگر رفتار نیمه فلزی نمونه های سولفیدروی آلاییده با اتم های مغناطیسی کروم و آهن است چگالی حالت های جزئی این نمونه ها نشان دادند که این رفتار ناشی از اوربیتال d عناصر مغناطیسی Cr وFe است .
نتایج حاصل از محاسبه ساختارنواری نمونه های سولفیدروی آلاییده با عناصرمغناطیسی Cr ، Mn و Fe نشان دادند که این ترکیبات دارای گاف نواری مستقیم می باشند . همچنین مقادیر گاف نواری بدست آمده از محاسبات ساختارنواری مربوط به اسپین بالا و اسپین پایین هریک از نمونه ها در فاز پایدار آن ها با یکدیگر متفاوت بودند .
مقایسه گشتاورهای مغناطیسی نمونه ها نشان داد که با افزایش درصد آلایش کروم و آهن ممان مغناطیسی به مقدار نسبتاً کوچکی افزایش می یابد درحالی که مقدار آن برای نمونه آلاییده با منگنز صفر است .
کلید واژه : نیمرساناهای آلاییده با فلزات واسطه ، سولفیدروی آلاییده با فلزات واسطه ، تقریب شیب تعمیم یافته ، تقریب تبادلی دقیق الکترون های همبسته ، فازهای فرومغناطیس ، آنتی فرومغناطیس و پارامغناطیس

Read More