Υπολογιστική Μελέτη από Πρώτες Αρχές του υπεραγωγού Y Ba 2 Cu 3 O 7-x(YBCO) - Μαδέσης, Ιωάννης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2015)
Η μέθοδος DFT αποτελεί μια κβαντομηχανική μέθοδο μοντελοποίησης για την προσέγγιση των ηλεκτρονιακών δομών Συστημάτων Πολλών Σωμάτων. Η βασική ιδέα και παράλληλα αυτολεξί μετάφραση της μεθόδου είναι ότι οι ιδιότητες εν΄ός συστήματος μπορούν να προσδιοριστούν υπολογίζοντας τη χωρική πυκνότητα ηλεκτρονίων στο χώρο της Θεμελιώδους Κυψελίδας του κρυσταλλικού υλικού. Στη παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματικη εργασία γίνεται χρήση του Wien2K ενός δημοφιλούς προγράμματος υπολογισμού κρυσταλλικων ιδιοτήτων βασισμένο στη μεθοδο LAPW+lo. Θα μελετηθούνε τρεις στοιχειομετρίες του YBCO. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια επεξήγηση των θεωριών που χρησιμοποιούνται στην Υπολογιστική Χημεία σε μια χρονολογική σειρά. Αναπτύσσεται η εξέλιξή τους και το πως διαμορφώθηκαν μέχρι τη σημερινή τους μορφή. Στο δεύτερο κεφάλαιο γινεται μια εισαγωγή στο υπο μελέτη υλικό. Περιγράφεται η δομή του και οι συσχετισμοί που παρουσιάζονται μεταξύ των δομικών του χαρακτηριστικών και φυσικών ιδιοτήτων. Παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά της ηλεκτρονιακής δομής και τέλως γίνεται ανάλυση των φωνονικών του χαρακτηριστικών για κάθε φάση του. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η περριγραφή του κώδικα του Wien2K και των επιμέρους προγραμμάτων που τον αποτελούν. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των υπολογισμών που εκτελέστηκαν, και χωρίζονται σε τέσσερα μέρη . Αρχικά γίνονται υπολογισμοί ηλεκτρονικής δομής με ποιοτική σύγκριση των αποτελεσμάτων. Στη συνέχεια παρουσιάζεται μια ποσοτική σύγκριση των αποτελεσμάτων των υπολογισμών Βαθμίδας Ηλεκτρικού Πεδίου. Στο τρίτο μέρος γίνεται υπολογισμός των φωνονίων του υλικού ο οποίος συγκρίνεται τόσο με θεωρητικά όσο και με πειραματικά δεδομένα. Παράλληλα παρουσιάζεται και μια τεχνική η οποία επιτυγχάνει μείωση του χρόνου υπολογισμών που αγγίζει το 50%. Στο τελευταίο μέρος γίνεται υπολογισμός μεγάλης κλίμακας φωνονίων στο σιδηροελαστικό Sb5O7I με σκοπό την αξιολόγηση της παραπάνω μεθόδου. Στο πέμπτο κεφάλαιο πσρουσιάζονται τα συμπεράσματα. Τέλςο, στο παράρτημα υπάρχει οδηγός εγκατάστασης του προγράμματος καιθώς και αναλυτική περιγραφή του κώδικα΄που γράφηκε για την εκτέλεση των φωνιονικών υπολογισμών.