کتاب نظریه تابع چگالی اختلالی

کتاب نظریه تابع چگالی اختلالی نوشته‌ی پائولو جانوتسی و استفانو بارونی، آموزش می‌دهد که چگونه محاسبه‌ی خصوصیات ارتعاشی مواد از طریق ساختار الکترونی، یک هدف مهم برای مدل‌سازی مواد به شمار می‌آید.

در کتاب نظریه تابع چگالی اختلالی (Density functional Perturbation theory) می‌خوانید که طیف گسترده‌ای از خواص فیزیکی مواد به عملکرد شبکه دینامیکی آن‌ها بستگی دارد؛ از جمله گرمای ویژه، انبساط گرمایی و رسانش گرمایی که پدیده‌های مربوط به بر همکنش الکترون – فونون از قبیل مقاومت ویژه فلزات، ابر رسانایی، درجه حرارت به طیف نوری وابسته می‌باشد. البته تعداد کمی از آن‌ها، علاوه بر این طیف سنجی ارتعاشی، ابزار بسیار مهم برای شناسایی خصوصیات مواد هستند که فرکانس‌های ارتعاشی معمولی از طیف فروسرخ رامان عمدتاً از طریق پراکندگی غیرکشسان نوترون اندازه‌گیری می‌شود.

طبق گفته‌ی پائولو جانوتسی (Paolo Giannozzi) و استفانو بارونی (Stefano Baroni) در این کتاب، طیف ارتعاشی برای پیوندهای موضعی ساختارهای شیمیایی حساس به کار برده می‌شود. در نتیجه جابه‌جایی الگوها در محاسبات دقیق فرکانس‌ها می‌تواند اطلاعات زیادی از عملکرد ساختار اتمی - الکترونی مواد را نشان دهد. حرکت هسته‌ در تقریب (بی دررو) برن – اوپنهایمر توسط هامیلتونی هسته تعیین می‌شود.

در بخشی از کتاب نظریه تابع چگالی اختلالی می‌خوانیم:

محدودۀ مناسب برای مدل موج فونونی (q→0) ممکن است وابسته به قطبش ماکروسکوپی و میدان الکتریکی همگن باشد. که این ویژگی‌ها در راستای گسترۀ نیروی کولنی می‌باشد. از روش شکافت بین شاخه‌های نوری طولی (LO) و نوری عرضی (TO) برای نیمه رسانای قطبی ساده استفاده می‌شود و در غیاب شکافت از مد LO-TO در نیمه رسانای غیرقطبی استفاده می‌شود، که این پدیده با مثال در کتاب بیان شده است.

گسترۀ سیستم الکترواستاتیکی ماکروسکوپی با روش موضعی خاص به دیدگاه‌ اولیه‌ی نظریه میکروسکوپی سیستم وابسته می‌باشد، و از سوی دیگر زمانیکه پتانسیل ناپیوسته و محدود نیست در میدان الکتریکی همگن تولید می‌شود که شامل محاسبه موقعیت غیرتعادلی در شرایط مرزی تناوبی برن – فون کارمان می‌شود. در دهۀ گذشته با ظهور میدان کاملاً چرخشی به نظریه پیشرفته قطبش الکتریکی مشهور شد.

به هر حال از نقطه نظر دینامیک شبکه، یک رویکرد مرسوم مبتنی بر نظریه‌ی اختلال مناسب‌تر است، زیرا تمام راه حل‌های الکترواستاتیک ماکروسکوپی در این پیکربندی خطی ناپدید می‌شود، همچنین میدان الکتریکی همگن در شبکه دینامیکی واپیچیده به محاسبه‌ی اولیه‌ی طول موج فونونی و تاثیرات تعیین برد آن نیاز دارد.