مهران قلی پور شهرکی

هدف از انجام این پژوهش، بررسی و تحلیل ساختار بلوری باریم تیتانات در دو فاز مکعبی و تتراگونال به شیوه محاسباتی و شبیه سازی است. در این تحقیق، به ویژگی های منحصر به فردی از بلور پروسکایتِ باریم تیتانات پرداخته شده است. ویژگی هایی از قبیل الاستیسیته، پیزوالکتریسیته و ثوابت و ضرایب مرتبط با خواص مکانیکی و الکترومکانیکی را مورد کنکاش قرار داده-ایم. در بخش اول از پژوهش، نشان داده شده است که ساختارهای مکعبی و تتراگونال بلور باریم تیتانات، سرعت امواج طولی و عرضی (موسوم به امواج s و p) منحصر به فردی دارند. ویژگی های حرارتی و آکوستیکی ساختارهای مکعبی و تتراگونال با روش شبه پتانسیل و تقریب متداولِ چگالی موضعی در چارچوب نظریه تابعی چگالی نیز مورد محاسبه قرار گرفته شد و با گزارش های پیشینِ نظری و عملی، مقایسه و تحلیل شد. چنین ویژگی هایی در ساختار تتراگونال نیز بررسی، مطالعه و مجدداً با گزارش های پیشین مقایسه شد. در بخش بعدی از این پژوهش به بررسی و کنکاش ساختارهای متنوعی از باریم تیتانات کرنش یافته در شش حالت متفاوت پرداخته شده است. سه نوع کرنش متفاوت در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته است. به طوری که اولین نوع از کرنش ها موسوم به کرنش های محوری (مثل کرنش های a و c) و دومین نوع از کرنش ها، موسوم به کرنش های صفحه ای (مثل کرنش های ab و abc) و کرنش های زاویه ای (مثل کرنش های زاویه ای β و γ) مطالعه شدند. در این کرنش ها، خواص غیرمنتظره و جالبی از قطبش های الکتریکی کل و مؤلفه های آن ها و همچنین اثرات کرنش ها بر جابه جایی تک تکِ اتم ها و یون ها و طول پیوندهای Ti-O(3) مشاهده شده است. در نهایت، با استفاده از برخی خواص و ویژگی های اوربیتال های اتمی، ویژگی های بی نظیری از قطبش های الکتریکی در برخی از مدل های کرنشی مورد تحلیل دقیق قرار گرفته و دلایل بروز قطبش-های الکتریکیِ نابهنجار و رفتارهای عجیب قطبش الکتریکی کل در کرنش های مذکور بررسی شده است. در ادامه، به ساختارهای آلاییده بلور باریم تیتانات پرداخته شده است. به طوری که، در این ساختارها که توسط شیوه سوپرسل، شبیه سازی شده اند، عناصر آلومینیم و سریوم را به عنوان اتم های (یون های) آلاینده به شبکه بلوری باریم تیتانات افزوده و مشاهده نمودیم که این عناصر و اثرات آلایندگی آن ها در بهبودِ خواص پیزوالکتریک و افزایش قطبش الکتریکی کل در موارد خاصی