09392522438  
 EN | FA
مدیر ارشد

مدیر ارشد

Tuesday, 08 January 2019 13:18

دکتری در مرکز Jülich

دکتری در مرکز Jülich : پوزیشن دکتری در مرکز Jülich در آلمان

پوزیشن دکتری به مدت سه سال به صورت فول فاند در مرکز Forschungszentrum Jülich در آلمان، در موسسه نظریه مواد کوانتومی و موسسه شبیه سازی پیشرفته به رهبری پروفسور استفان بلغل در دسترس است. این موسسات دارای تخصص قوی و بلند مدت در توسعه و استفاده از کدهای محاسباتی در زمینه بررسی ساختار الکترونیکی مواد برای حل مشکلات پیشرفته در زمینه الکترونیک، علوم مواد و انرژی می باشد. این پروژه بر روی توسعه یک کد محاسباتی برای استفاده در دستگاه های فتوولتائیک تمرکز خواهد کرد و از طرف گروه آزمایش پروفسور توماس کیرچارتز از موسسه تحقیقات انرژی و اقلیمی نیز پشتیبانی خواهد شد. داده های تولید شده در پایان این پایان نامه دکترا، با همکاری مرکز شبیه سازی و علوم داده، یک پایگاه داده برای پروژه های داده کاوی و ماشین های آموزشی ایجاد خواهد کرد. چشم انداز دراز مدت برای این پروژه ایجاد یک پلت فرم بوده که به شناسایی خودکار مواد با خواص دلخواه برای دستگاه های فتوولتائیک می پردازد. پروژه فعلی اولین گام در این راستا است و ویژگی های اصلی یک پلت فرم کشف مواد بعدی را ایجاد خواهد کرد.

شرایط احراز موقعیت:

     مدرک کارشناسی ارشد در رشته علوم، ترجیحا فیزیک و یا علوم شبیه سازی.
     داشتن انگیزه بالا برای لذت بردن از تحقیقات در یک محیط علمی.
     مهارت های برنامه نویسی خوب در استفاده از کدهایی مانند پایتون.
     داشتن پس زمینه در فیزیک حالت جامد.
     داشتن تخصص در شبیه سازی های مبتنی بر DFT
     توانایی ارتباط با دانشمندان و جامعه علمی.
     تجربه قبلی در چاپ مقالات علمی یک مزیت عالی محسوب می گردد.

برای کسب اطلاعات بیشتر با ایمیل زیر مکاتبه فرمایید:

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Tuesday, 08 January 2019 10:38

حکایت تئوری تابعی چگالی

حکایت تئوری تابعی چگالی : تئوری تابعی چگالی حدود نیم قرن پیش اختراع شده است و در حال حاضر یکی از آسان ترین و محبوب ترین میانبر ها برای مطالعه ی سیستم های بس ذره ای می باشد. این تئوری در دوران پر حاصلی متولد شد که بسیاری از فیزیکدان های تئوری تلاش می کردند تا از نظریه ی میدان های کوانتومی پیچیده، مهندسی ساختار الکتریکی کاربردی را استخراج کنند .
باید اشاره کرد که نظریه ی کوانتوم تنها یک مجموعه ی نظری از رمز و رازهای پیچیده نیست، بلکه در واقع یک بنیان فکری و موئثری در توسعه ی مهندسی مواد است. از این ابزار نظری برای توسعه ی پایه های تئوری ترانزیستورها و ابررساناها، درک برهمکنش های مولکولی چه در کانی شناسی و چه در زیست شناسی و توصیف خواص پایه ای تمامی مواد از آلیاژهای بسیار سنگین تا پلاسماهای پر انرژی استفاده می شود. با وجود نقش گسترده ی فیزیک کوانتوم، به ندرت بیش از یک تعریف و تمجید لفظی به آن پرداخته می شود. کمتر پیش آمده که از ایده ی نخست بوهر، هایزنبرگ و شرودینگر که قصد توسعه ی یک تئوری کاربردی در تمامی سطوح زندگی را داشته اند، سخن به میان آید.
یکی از نقاط عطف در این راستا، تلاشی بود که 50 سال پیش توسط پیر هوهنبرگ و والتر کوهن بصورت مقاله ای منتشر و پایه های تئوری تابعی چگالی را بنا نهاد. به کمک این ابزار معادله شرودینگر پیچیده ی بس ذره ای مانند شبکه های بلوری تبدیل به معادلات ریاضی قابل حلی شدند که محققین با استفاده از آنها قادر به پیشبینی خواص الکتریکی و ساختاری مواد شدند.

کوهن جوان در دوران نازی ها، از زادگاه مادری خود اتریش، به مانند سایر یهودیان تبعید شده و به کانادا مهاجرت می کند و در قلب تحولات نظریات کوانتومی حضور می یابد. او در دانشگاه هارواد تحت تعلیم جولیان شوینگر فیزیک کوانتوم را فرا می گیرد و به همراه سایر همتایان خود، فیلیپ اندرسن، رولف لندور و خواکین لوتینگر، با چالش های پیش روی مطالعه ی موادی مانند نیمه هادی ها و آلیاژها روبرو می شود. در نیمه ی دهه 1950، کوهن به عنوان مشاور در آزمایشگاه بل فعالیت می کرد، جایی که در آن چندسالی بود که کارهای جان باردن، والتر برتین و ویلیام شاکلی بر روی ترانزیستورها توجهات را به مطالعه بر روی تئوری فیزیک حالت جامد و نیمه رساناها افزایش داده بود. و نخستین مقاله ی مهم وی در زمینه ی فرض های اولیه ی تئوری تابعی چگالی به همراه هوهنبرگ به واسطه ی تحقیق بر روی آلیاژها در زمان حضور وی در دانشگاه اکول نرمال سوپریور فرانسه منتشر شد.

 امروزه DFT کاملا شناخته شده بوده و نتنها در زمینه ی ساختار الکترونی مولکول ها و مواد جامد مورد استفاده قرار می گیرد، بلکه حتی به عنوان رهیافتی نیمه کلاسیک برای مطالعه ی ساختار اتمی مایعات نیز از آن بهره گرفته می شود. نباید فراموش کرد که برای دست یافتن به هر نظریه ی برجسته ای به فرضیات جسورانه ای احتیاج است. در اصل، می توان چگالی الکترونی (n(r یک سیستم N-الکترونی را بصورت انتگرالی بر روی فضای تابع موج N-الکترون نوشت و سپس با استفاده از آن انرژی کل سیستم بصورت تابعی از (n(r و انرژی پتانسیل (v(r هر یک از الکترون های برهمکنشی با تمام هسته های ثابت را محاسبه کرد (در اینجا انرژی تابعی از تابع (v(r است). پس از آن می توان به کمک تقریب هایی بر روی تابع موج N-الکترونی محاسبات را انجام داد. اما کوهن این ایده را معکوس کرد: چه خواهد شد اگر شما از تابع موج پیچیده ی N-ذره آغاز نکنید و به جای آن از تابع چگالی الکترونی (n(r متغییر ویژه ای استفاده کنید؟ آیا در این حالت پتانسیل خارجی (v(r و در نتیجه انرژی کل (انرژی حالت پایه ی سیستم) تنها وابسته به (n(r نخواهد شد؟ بنابر این تابع چگالی تنها چیزی است که لازم است شما بدانید. “این سوال اساسی ای بود. والتر متوجه شد که او دیگر بر روی تئوری آلیاژ ها کار نمی کند و به موضوع دیگری رسیده است.”
کوهن به اثباتی برای این حدس ساده دست یافت اما بسیار طبیعی بود که او نتواند نسبت به آن یقین حاصل کند چرا که پیش از آن کسی به این موضوع توجه نکرده بود. به همین دلیل وی از هوهنبرگ درخواست پست دکتری نموده و با کمک وی در آزمایشگاه نوزیرز به مطالعات خود ادامه داد. آنها به کمک هم دو فرمول اساسی را برای گاز الکترونی غیر همگن بطور دقیق اثبات کردند، مقاله سال 1964، و در این بین چند اثبات دیگر نیز بدست آوردند. این مقاله بسیار خشک و درک نتایج شگفت آور آن به دقت و توجه عمیقی نیاز داشت. واکنش های اولیه نسبت به این مقاله چیزی جز سکوت نبود، و متعاقباً هوهنبرگ به موضوعات تحقیقاتی دیگری مانند، هیدروداینامیک، گذار فاز و شکلگیری الگوها روی آورد. اما کوهن همچنان به تلاش برای توسعه ی ایده ی خود و تبدیل آن به یک متد کاربردی برای محاسبه ی حالت پایه ی الکترونی مولکول ها و مواد جامد با همکاری لو-جی شیم محقق پست دکتری متولد هنگ کنگ، ادامه داد. مقاله ی بسیار مهم آنها در سال 1965، بطور صریح از پتانسیل رهیافت آنان به مانند تقریبی برای محاسبه ی خواص واقعی جامدات، مانند انرژی چسبندگی و خواص الاستیکی، بر پایه ی اصول کوانتومی خبر میداد. این مقاله اکنون یکی از پرارجاع ترین مقالات تاریخ فیزیک است، اما تا مدتها مورد توجه قرار نگرفته بود. مدتی طول کشید تا محققین به پیشنهادات ارائه شده در این مقاله پی ببرند. تا زمانی که در اولیل دهه 1990 کارهای جان پوپل شیمیدان ها را متقاعد کرد که DFT راه ساده و مناسبی برای محاسبه ی ساختار الکترونی مواد به آنان پیشنهاد می کند. در نهایت این تلاش ها منجر به اهدای جایزه ی نوبل 1998 شیمی به پوپل و کوهن شد.

 

References
    1-Hohenberg, P. & Kohn, W. Phys. Rev. 136, B864–B871 (1964)
    2-Zangwill, A. Preprint at http://arxiv.org/abs/1403.5164 (2014)
    3-Kohn, W. & Sham, L. J. Phys. Rev. 140, A1133–A1138 (1965)

 

 

 

 

Tuesday, 08 January 2019 10:35

نسل جدید سلول خورشیدی

 

نسل جدید سلول های خورشیدی، پروسکایت ها

 

توان تبدیل انرژی خورشیدی (PCE) نقش زیادی در تولید الکتریسیته در آینده  دارد. سلول‌های خورشیدی پروسکایتی یکی از مهم‌ترین انواع سلول‌های خورشیدی هستند که توسط آن ها می‌توان انرژی خورشیدی ارزان تری را  تولید کرد، پس باید به دنبال افزایش بازده در تبدیل انرژی این سلول های خورشیدی باشیم.

 

بازده بالا در تبدیل انرژی سلول های خورشیدی پروسکایتی، به علت جذب قوی نور و برانگیختگی های مرزی ضعیف آن ها می باشد. با افزایش اندازه ی بلور و بهبود کیفیت بلوری هسته ها و لایه ی سطحی ارتقا داده شده، به بازده بالای 18% در توان تبدیل انرژی خورشیدی در این نوع سلول های خورشیدی رسیده اند.

با روش Hot-Casting که بر محلول انجام می شود و با افزایش دمای زیرلایه تا c◦ 190 و به هنگام استفاده از محلول هایی با نقطه ی جوش بالا مانند N-دی متیل فرمالید (DMF) و N-متیل-2-پیرولیدون (NMP)، اندازه‌ی هسته به طرز قابل توجهی افزایش می یابد (1 تا 2 میلیمتر).

رشد بلور با افزایش اندازه‌ی هسته دو مزیت اساسی دارد:

1) کاهش فاصله‌ی بین نواحی به علت هسته‌های بزرگ بر اختلال‌های باری چیره شده و پسماندی وجود نخواهد داشت.

2) هسته های بزرگتر در حالت بالک نقصان کمتر و تحرک بالاتری دارند که به حامل های تولید نور اجازه‌ی انتشار در طول مجموعه بدون برخوردهای مکرر به ناخالصی ها را می‌دهد (1).

 

عملکرد قابل توجه فوتوولتائیکی پروسکایت های هیبریدی به طول عمر بلند حامل‌های آن ها و تاثیر بالای فوتولومینانس نسبت داده شده است. شرایط رشد پروسکایت و عملیات لایه نشانی تا حد زیادی مورفولوژی لایه، طول عمر حامل ها  و عملکرد دستگاه را تغییر می دهد (2).

 

همچنین برای جذب بهتر نور در پروسکایت‌ها، از نانوبلورها استفاده می‌شود. نانوبلورهای پروسکایت متیل آمونیوم یدید سرب CH3NH3)PbI3) به کار رفته در سلول‌های خورشیدی مزوسکوپیک،  به عنوان جاذب های نوری تعریف می شوند. لایه نشانی این ذرات بر روی لایه‌های نازک و متخلخل TiO2، تمام رنگهای نور مرئی را جذب کرده و منجر به افزایش چگالی نور در لایه‌های نازک با ضخامت زیرمیکرون می‌شود و PCE تا 9/7% افزایش می‌یابد (3).


علاوه بر آن، لایه نشانی نانو ذرات Al2O3 چارچوبی با ساختار سوپرمزو (MSSC) تشکیل می‌دهند. با نازک‌تر شدن این لایه‌ی متخلخل، یک لایه‌ی نازک جامد و جاذب تشکیل می شود. این پروسکایت جاذب در دمای پایین (کمتر از c◦ 150) علاوه بر افزایش بهره‌ی PCE تا 9/1%، از پراکندگی بار و انتقال هر دو نوع حامل (الکترون‌ها و حفره‌ها) با بهره‌ی نزدیک به 100% حمایت می‌کند.

در نهایت با بهینه‌سازی ضخامت لایه‌ی Al2O3 در دمای پایین در سلول های خورشیدی پروسکایتی با ساختار سوپرمزو، بازده بالای 12/3%  حاصل می‌شود (4).

همچنین می‌توان لایه‌ی پروسکایت CH3NH3)PbI3) را با درجه‌ی خلوص بالا، بین دو لایه‌ی خیلی نازک که از مولکول‌های آلی تشکیل شده قرار داد. این مواد آلی با فرایندهای مبتنی بر محلول لایه نشانی می شوند. این مجموعه‌ی ساده، عاری از اکسید فلز و فراوری شده در دمای اتاق، بازده بالای 12% را در mwcm-2 100 می‌دهد (5).

 

 

[1] Nie, Wanyi, et al. “High-efficiency solution-processed perovskite solar cells with millimeter-scale grains.” Science 347.6221 (2015): 522-525.
[2] Vorpahl, Sarah M., et al. “Impact of microstructure on local carrier lifetime in perovskite solar cells.” Science 348.6235 (2015): 683-686.
[3] Kim, Hui-Seon, et al. “Lead iodide perovskite sensitized all-solid-state submicron thin film mesoscopic solar cell with efficiency exceeding 9%.” Scientific reports 2 (2012).
[4] Ball, James M., et al. “Low-temperature processed meso-superstructured to thin-film perovskite solar cells.” Energy & Environmental Science 6.6 (2013): 1739-1743.
[5] Malinkiewicz, Olga, et al. “Perovskite solar cells employing organic charge-transport layers.” Nature Photonics 8.2 (2014): 128-132.

 

 

 

 

Monday, 07 January 2019 22:56

کمپ NRTC

کمپ NRTC : سرآغاز NRTC با ایده ی شکستن انحصار علوم محاسباتی و شبیه سازی که در میان تعداد معدودی از اساتید و دانشگاه های کشور به یغما رفته بود آغاز شد. در پی برگزاری کارگاه های متعدد و گسترش چنین فعالیت هایی در میان سایر گروه ها و محققین دیگر، امروز شاهد گسترش دانش محاسباتی در میان طیف وسیعی از محققین کشورمان هستیم. اما متاسفانه تمرکز اکثر این محققین در دانشگاه های پایتخت و مشکلات و مصائب رفت و آمد دوستان شهرستانی به منظور شرکت در دوره ها و کارگاه ها، ما را بر آن داشت تا فصل جدیدی در آموزش علوم محاسباتی بگشاییم.

کمپ NRTC دوره ایست یک هفته ای که قصد دارد تا با سفر به دانشگاه های شهرستان، و حضور مستقیم مدرسین و متخصصین این مرکز در قالب کمپ یک هفته ای تمامی اندوخته های علمی خود را به علاقه مندان ارائه نماید.
کمپ NRTC به چه کسانی توصیه می شود؟

    دانشجویان رشته های، فیزیک، شیمی، نانو، برق و الکترونیک، مکانیک، مواد و … .
    مقاطع ارشد و دکتری.
    کسانی که هنوز پروپوزال های خود را تصویب نکرده اند.
    کسانی که پروپوزال های خود را در یکی از زمینه های قید شده در اینجا تعریف کرده اند.

در این کمپ، برای هر یک از شرکت کنندگان موضوع مجزایی تعریف خواهد شد، (بر حسب علاقه، این موضوع می تواند در راستای پایانامه و پروپوزال شرکت کننده باشد و یا نباشد)
برنامه ی این دوره چگونه است؟

این برنامه در طی یک هفته، 6 روز کاری، صبح و بعد از ظهر در دانشگاه میزبان برگزار خواهد شد که جدول برنامه ی آموزشی آن به قرار زیر است:

شنبه:

ساعت 9-12

    مفاهیم اولیه DFT
    آموزش نصب لینوکس
    دستورات پر کاربرد لینوکس

ساعت 3-6

    معرفی نرم افزارها
    Quantum ESPRESSO
    Siesta
    آموزش کامل نصب نرم افزارها

یکشنبه:

ساعت 9-12

    معرفی مقالات محاسباتی مختلف
    شرح مقالات، موضوعات و جزئیات آنها
    پیشنهاد و انتخاب موضوع برای هر یک از شرکت کنندگان

ساعت 3-6

    آموزش نرم افزارهای مدل سازی
    VESTA
    VNL
    معرفی فایل cif و نحوه ی ساخت آنها
    مدل سازی ماده ی هر یک از داوطلبین

دوشنبه:

ساعت 9-12

    آموزش نرم افزار Quantum ESPRESSO
    معرفی فایل های ورودی و نحوه ی اجرای برنامه
    اپتیمایز پارامترهای ورودی و ساختار هر یک از داوطلبین

ساعت 3-6

سخنرانی عمومی در دانشگاه

سه شنبه:

ساعت 9-12

    آموزش نرم افزار Siesta
    معرفی فایل های ورودی و نحوه ی اجرای برنامه
    اپتیمایز پارامترهای ورودی و ساختار هر یک از داوطلبین

ساعت 3-6

    معرفی پارامترهای مکانیکی
    نحوه ی محاسبه ی ضرایب الاستیک
    محاسبه ی مدول یانگ، بالک، بررشی و …

چهارشنبه:

ساعت 9-12

    معرفی خواص الکترونی
    رسم ساختار نواری (Bandstructure)
    رسم چگالی حالت های کلی و جزئی
    معرفی خواص اپتیکی
    محاسبه ی تابع دی الکتریک، ضریب شکست، بازتاب، عبور و …

ساعت 3-6

    معرفی ویژگی های کاتالیست ها
    جذب فیزیک و شیمیایی و نحوی بررسی این پدیده ها
    محاسبه ی ترابرد الکترونی و اسپینی در نانو ساختارها
    رسم نمودار جریان-ولتاژ

پنج شنبه:

ساعت 9-12

رفع اشکال

ساعت 3-6

رفع اشکال

جمعه تعطیله ?

    درخواست کمپ اینجا

NRTC با انحصار شکنی آغاز کرد و امروز برآنیم تا تمرکز زدایی کنیم.

 

 

 

 

Monday, 07 January 2019 22:40

Q1

Q1 : طرح کیو وان (Q1) برنامه ایست برای همکاری علمی-پژوهشی با اساتید و اعضای هیئت علمی دانشگاه ها بخصوص اعضای جوان هیئت علمی. با وجود آنکه اعضای جوان هیئت علمی پس از جذب در دانشگاه ها پر از ایده و انگیزه ی تحقیق و پژوهش هستند اما دانشجو و امکانات کافی برای تحقق ایده ها و طرح هایشان در اختیار ندارند، لذا قصد داریم تا با در اختیار قرار دادن امکانات مرکز محاسباتی NRTC و نیروهای متخصص این مرکز با همکاری ایشان طرح ها و ایده های پژوهشی مشترکی تعریف و در قالب طرح کیو وان (Q1) تحت نظارت ایشان این طرح ها را به ثمر رسانده و نتایج و دست آوردهای آنها را در ژورنالهای معتبر علمی به چاپ برسانیم.
از همین روی از تمام اساتید محترم که علاقمند به همکاری مشترک هستند دعوت به مشارکت می شود. لازم به ذکر است که هیچ محدودیتی برای دانشگاه های دولتی، آزاد، پیام نور و … وجود ندارد و باب این همکاری برای همه ی علاقه مندان به تحقیق و پژوهش باز بوده و مشتاقانه منتظر تماس دوستان هستیم.

این طرح ها می توانند در قالب طرح پژوهشی در دانشگاه تعریف شده و استاد مربوطه به عنوان مسئول طرح در دانشگاه روند پیگیری آنها را انجام دهد و یا بصورت کاملا مستقل در قالب مقاله به انجام برسد. اساتید مربوطه در این مقالات نویسنده ی اول و یا نویسنده ی مسئول خواهند بود.

علاقه مندان می توانند از طریق ایمیل زیر آمادگی خود را برای شرکت در این طرح ها اعلام فرمایند:

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

لطفا در بخش توضیحات نام دانشگاه خود را نیز ذکر فرمایید.

 

 

 

Monday, 07 January 2019 22:38

کافه محاسبات

کافه محاسبات : یکی از رسالت های نخستین مرکز محاسباتی NRTC ترویج دانش محاسباتی در جامعه ی علمی کشور بوده است. به عنوان اولین مرکز فعال در این حوزه، نخستین گام این مرکز برگزاری مجموعه کارگاه هایی بوده که طی سالیان گذشته در دانشگاه های مختلف در زمینه ی آموزش نرم افزارهای محاسباتی و شبیه سازی برگزار کرده است. این مرکز بر مبنای رسالتی که طی سالیان اخیر بر دوش گرفته است، سلسله نشست ها و سمینارهایی را تحت عنوان کافه محاسبات برنامه ریزی کرده است تا در قالب این برنامه ها تلاش مضاعفی را به منظور هرچه بیشتر شناساندن و معرفی کردن ابعاد گوناگون علوم محاسباتی به جامعه ی علمی کشورمان آغاز نماید.

طرح اولیه ی این پروژه از سال 1394 آماده و پس از چند سال گفت و گو و مذاکره با دانشگاه های مختلف، در نهایت دانشکده ی علوم مهندسی دانشگاه تهران میزبان این سمینارها و نشست ها شده است.

موضوعات این نشست ها و سمینارها در 4 دسته خلاصه می شوند:

    مفاهیم اولیه و بنیادین تئوری های محاسباتی
        فیزیک و مفاهیم پس پدیده ها
        آینده پژوهی در حوزه ی علوم محاسباتی و نقشه ی راه
    بحث های فنی و برنامه نویسی
        نرم افزارهای جدید
        جدیدترین الگوریتمهای محاسباتی
        دست آوردهای جدید در حوزه ی لینوکس و پیشرفت های کامپیوترهای محاسباتی
        مقایسه و بنچمارک رهیافت ها و بسته های محاسباتی مختلف
    کاربردهای عملی
        جایگاه علوم محاسباتی در کارهای تجربی
        جایگاه علوم محاسباتی در صنعت
        فرصت های شغلی و تحصیلی داخل و خارج از کشور در حوزه ی علوم محاسباتی
    آخرین مقالات و پایانامه ها
        مقالات چاپ شده در حوزه ی علوم محاسباتی
        پایانامه های ارشد و دکترای

از تمام علاقه مندان و پژوهشگران و اساتید فعال در حوزه ی علوم محاسباتی درخواست می کنیم تا با پیشنهادهای سازنده ی خود در برگزاری هرچه بهتر و حفظ مداومت این برنامه، مرکز محاسباتی NRTC و دانشکده ی علوم مهندسی دانشگاه تهران را یاری نمایند. به منظور معرفی اساتید و دانشجویان فعال در حوزه ی علوم محاسباتی به عنوان سخنران برنامه های آینده و همچمنین جدیدترین مقالات چاپ شده در این حوزه می توانید با ایمیل This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. مکاتبه فرمایید تا از نویسندگان مقالات به عنوان سخنران دعوت به عمل آید.

کافه محاسبات، کانونیست به منظور گرد هم آمدن تمامی فعالان حوزه ی علوم محاسباتی و شبیه سازی تا آخرین دست آوردها و یافته ی های خود را با سایرین به اشتراک بگذراند. ما گرد هم می آییم تا با یکدیگر گفت و گو کنیم، از یکدیگر بیاموزیم و باب همکاری های جدیدی را با هم بگشاییم. ما می آییم تا ناظر خاموشی در اکوسیستم علمی کشورمان نباشیم و در رهگذر این آمد و شد ها، در کنار هم، مسیرهای بسیاری را به روی آینده ی علمی و حرفه ای خود بیابیم و بسازیم.

 

 

 

Monday, 07 January 2019 22:25

پروژه های ما در NRTC

پروژه های ما در NRTC بطور کلی در لیست زیر خلاصه می شود:

    بررسی خواص مکانیکی نانوساختارها (نانولوله- نانوریبون- صفحات- ساختارهای بالک)
    بررسی خواص الکترونی نانوساختارها
    بررسی خواص اپتیکی نانوساختارها
    محاسبه ی ترابرد الکتریکی و اسپین ترونیک نانوساختارها
    بررسی جذب فیزیک و شیمیایی و خواص کاتالیستی

 

    بررسی خواص مکانیکی نانوساختارها (نانولوله- نانوریبون- صفحات- ساختارهای بالک):

تولید فلزات و آلیاژهایی با اندازه کم‌تر از 100 نانومتر باعث دستیابی به موادی با استحکام بسیار بالا شده است. در واقع کوچک کردن دانه‌ها در مواد، ابزار قدرتمندی است تا ساختارهایی با خواص مکانیکی عالی تولید گردد. در بررسی خواص مکانیکی مواد نانوساختار مشکلات زیادی از جمله عدم امکان تهیه نمونه مطلوب، وجود تخلخل و میکروترک، تنش‌های داخلی شدید، وجود ناخالصی‌ها و گازهای حبس شده و نیز عدم امکان ارزیابی برخی کمیت‌ها، نظیر اندازه‌گیری کرنش به دلیل کوچک بودن نمونه‌ها وجود دارد. وجود چنین مشکلاتی باعث شده تا داده‌های آزمایشگاهی مربوط به خواص مکانیکی برای این گروه از مواد محدود باشد. از همین روی محاسبه ی دقیق تئوری این خواص با روش DFT در بررسی خواص اینگونه مواد می تواند بسیار حائز اهمیت باشد. برخی از مهمترین خواص مکانیکی در زیر لیست شده است.

    ضرایب الاستیک
    مدول یانگ (Young’s modulus)
    مدول بالک (Bulk modulus)
    مدول برشی (Shear modulus)
    ضریب پوآسون (Poisson’s ratio)
    الاستیک-پلاستیک (Elastic-Plastic region)

لازم به ذکر است که این اطلاعات در قالب پروژه ها ارشد و دکتری دانشجویان رشته های مکانیک، فیزیک و شیمی قابل تعریف و پیاده سازی بوده و به لحاظ جدید بودن و به روز بودن این دانش، به راحتی امکان چاپ مقالات متعدد در این حوزه وجود دارد. برای محاسبه ی این پارامتر های می توان از بسته های محاسباتی بسیار پرقدرت و دقیقی به نام های Quantum ESPRESSO و Siesta بهره برد. طیف وسیعی از پروژه های ما در NRTC نیز شامل این موارد می باشند.

نمونه مقالاتی که در این حوزه منتشر شده اند:

    Miller, David C., Mauricio Terrones, and Humberto Terrones. “Mechanical properties of hypothetical graphene foams: Giant Schwarzites.” Carbon 96 (2016): 1191-1199.
    Wu, Guo Xun, et al. “Mechanical and Electrical Properties of TiN with Stacking Fault: A DFT Study.” Applied Mechanics and Materials. Vol. 727. Trans Tech Publications, 2015.
    Peng, Qing, Zhongfang Chen, and Suvranu De. “A density functional theory study of the mechanical properties of graphane with van der Waals corrections.” Mechanics of Advanced Materials and Structures9 (2015): 717-721.



پروژه های ما در NRTC

    بررسی خواص الکترونی نانوساختارها

میزان رسانایی الکترونی در مواد جامد بسیار متنوع است. بر اساس میزان مقاومت مواد در عبور جریان الکتریکی، مواد مختلف را می‌توان به دسته‌های مختلف رسانا، نیمه رسانا و عایق دسته‌بندی کرد. ساختار نواری یعنی ترازهایی از انرژی که الکترون می‌تواند در آنها حضور داشته باشد و با حضور نداشته باشد. به مناطقی که الکترون نمی‌تواند حضور داشته باشد منطقه ی ممنوعه، گاف نواری یا Band Gap میگویند. امروزه تئوری تابعی چگالی (DFT) به یکی از رایجترین روش های بررسی خواص الکتریکی نانوساختار ها و ساختار های بلوری تبدیل شده است و توسعه ی متد ها و تقریب های محاسباتی منجر به افزایش دقت این محاسبات گردیده است. برخی از اطلاعاتی را که می توان از این رهیافت استخراج کرد در زیر مشاهده می کنید:

    رسم ساختار نواری (BandStructure)
    محاسبه ی گاف نواری (Band gap)
    رسم چگالی حالت ها (DOS)
    تاثیر ناخالصی بر خواص الکتریکی
    تاثیر نقص بلوری بر خواص الکتریکی

در حال حاضر پروژه های بسیاری در قالب پایانامه های دکتری و ارشد برای داشنجویان تحصیلات تکمیلی رشته های فیزیک، شیمی و مهندسی مواد جهت بررسی خواص الکتریکی مواد بلوری و نانوساختار های تعریف شده و به یکی از زمینه های بسیار محبوب در میان اساتید و دانشجویان این رشته در آمده که منجر به هجوم محققین به این علم نوین گردیده است. به دلیل وسعت بسیار زیاد این حوزه، انتشار مقاله در ژورنال های بسیار معتبر به سادگی امکانپذیر است. نرم افزارهای مختلفی می توانند این پارامترها را محاسبه کنند که از پرکاربردترین آنها Quantum ESPRESSO و Siesta می باشند. بسیاری از پروژه های ما در NRTC نیز شامل این موارد می باشند.

نمونه مقالاتی که در این حوزه منتشر شده اند:

    Silva, Juliana CM, Heitor A. De Abreu, and Hélio A. Duarte. “Electronic and structural properties of bulk arsenopyrite and its cleavage surfaces–a DFT study.” RSC Advances3 (2015): 2013-2023.
    Park, Changwon, et al. “Electronic Properties of Bilayer Graphene Strongly Coupled to Interlayer Stacking and an External Electric Field.” Physical review letters1 (2015): 015502.
    Rossi, Antonio, et al. “Nano-Scale Corrugations in Graphene: A Density Functional Theory Study of Structure, Electronic Properties and Hydrogenation.” The Journal of Physical Chemistry C14 (2015): 7900-7910.





    بررسی خواص اپتیکی نانوساختارها

در سال های اخیر طراحی و ساخت لایه های نازک رسانای شفاف چند لایه ای و تک لایه ای مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. لایه های نازک رسانای شفاف، به دلیل دارا بودن خواص الکتریکی، اپتیکی و ساختاری منحصر به فرد، کاربردهای فراوانی در صنایع الکترونیکی و الکترونیک نوری دارند. از آن ها به عنوان آینه های بازتاب دهنده ی گرما در پنجره های ساختمان، سلول های خورشیدی معدنی و آلی، دیودهای نورگسیل، گرم کنی های سطحی برای شیشه ی اتومبیل ها و حسگرها استفاده می شود. بسیاری از این خواص از تابع دی الکتریک که به روش DFT قابل محاسبه است، استخراج می گردند. برخی از این خواص در زیر آورده شده اند:

    خواص اپتیکی، محاسبه ی قسمت حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک
    محاسبه ی ضریب بازتاب، عبور، شکست
    محاسبه ی تابع اتلاف و EELS
    گاف اپتیکی

دانشجویان رشته های فیزیک، شیمی و مهندسی مواد می توانند پایانامه های کارشناسی ارشد و یا دکتری خود را در حوزه ی ساختارهای نانو مورد استفاده در سلول های خورشیدی، دیودهای گسیلنده ی نوری و زمینه های مرتبط، به کمک رهیافت DFT و نرم افزارهای محاسباتی مربوطه انجام دهند. از مهمترین نرم افزارهایی که می توان به کمک آنها این پارامترها را با بهترین دقت محاسبه کرد می توان به کد محاسباتی Quantum ESPRESSO اشاره کرد که مقالات بسیار زیادی با آن در مجلات نیچر به چاپ می رسد.

نمونه مقالاتی که در این حوزه منتشر شده اند:

    Berdiyorov, Golibjon R., and Mohamed El-Amine Madjet. “First-principles study of electronic transport and optical properties of penta-graphene, penta-SiC 2 and penta-CN 2.” RSC Advances56 (2016): 50867-50873.
    Lashgari, Hamed, et al. “Electronic and optical properties of 2D graphene-like ZnS: DFT calculations.” Applied Surface Science 369 (2016): 76-81.
    Nath, Palash, D. Sanyal, and Debnarayan Jana. “Optical properties of transition metal atom adsorbed graphene: A density functional theoretical calculation.” Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 69 (2015): 306-315.





    محاسبه ی ترابرد الکتریکی و اسپین ترونیک نانوساختارها

امروزه استفاده از قطعات CMOS (نمیرسانا اکسید فلزی مکمل) در ابزارهای الکترونیکی امری کاملا متعارف است. پیشرفت CMOS اساسا متمرکز برکوچک سازی است به طوری که تعداد ترانزیستورهای مدارهای مجتمع هردو سال تقریبا دو برابر می شود ( این روند به قانون مور معروف است). قطعات CMOS  سرانجام به یک محدودیت فیزیکی دچار می گردند به این معنا که کوچک سازی بیشتر اساسا غیر ممکن خواهد بود. به طور خاص یک نامزد امیدوار کننده برای این جایگزینی اسپین ترونیک است و این به دلیل انطباق آن با فن آوری کنونی است. اسپین ترونیک ظهور یک نظم و انضباط جدید است که هدف آن انقلاب در زمینه فناوری اطلاعات با استفاده از اسپین است، به گونه ای که اطلاعات توسط اسپین انتقال یابد. یکی از ابزارهای مطالعه و طراحی مواد مناسب جهت کاربرد در اسپین ترونیک، رهیافت تئوری تابعی چگالی (DFT) می باشد که در سالهای اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است:

    رسم نمودار ولتاژ-جریان (I-V)
    محاسبه ی جریان اسپینی بالا و پایین
    رسم ضریب عبور در پنجره ی ترابرد
    محاسبه خواص ترابردی نانومواد، قبل و بعد از جذب گازهای مختلف جهت بررسی خواص سنسوری آنها
    طراحی سنسورهایی بر مبنای نانوساختارها

پروژه های دکتری و کارشناسی ارشد متعددی در رشته ی مهندسی برق الکترونیک (بخصوص دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی) و رشته ی فیزیک جهت بررسی نانوساختارها برای کاربرد در اسپین ترونیک زمینه تعریف می شوند، همچنین دانشجویان شیمی و مهندسی مواد نیز جهت کاربردهای سنسوری و حسگری می توانند این گونه پروژه ها را برای پایانامه های خود تعریف کنند. از مهمترین نرم افزارهایی که در این زمینه از آنها بهره برده می شود نرم افزار معروف Siesta و پکیج ترابردی آن به نام TranSiesta می باشد که تا کنون 7 هزار مقاله ی علمی معتبر با این نرم افزار به چاپ رسیده اند.

نمونه مقالاتی که در این حوزه منتشر شده اند:

    Zhu, Zhen, Zacharias G. Fthenakis, and David Tománek. “Electronic structure and transport in graphene/haeckelite hybrids: an ab initio study.” 2D Materials3 (2015): 035001.
    García-Fuente, A., L. J. Gallego, and A. Vega. “Spin-polarized transport in hydrogen-passivated graphene and silicene nanoribbons with magnetic transition-metal substituents.” Physical Chemistry Chemical Physics32 (2016): 22606-22616.
    Ma, Tengying, et al. “The transport properties of silicon and carbon nanotubes at the atomic scale: a first-principles study.” Physical Chemistry Chemical Physics34 (2016): 23643-23650.





    بررسی جذب فیزیک و شیمیایی

مواد در ابعاد نانو به دلیل افزایش سطح تماس، قدرت جذب بیشتری می یابند. دو کاربرد عمده ی جاذب ها در ابعاد نانو، استفاده جهت جذب مواد آلاینده مانند، آلاینده های زیست محیطی، مواد سمی و خطرناک و دیگری جذب مواد مورد نیاز جهت ذخیره سازی آنها مانند هیدورژن به عنوان جایگزین سوخت های فسیلی می باشد. حذف آلاینده های زیست محیطی از اهمیت زیادی برخوردار است. در گذشته برای حذف آلاینده ها از روش های وقت گیر و گرانقیمت استفاده می شد. در صنعت به کمک مقدار کمی از نانو جاذب ها می توان حجم قابل توجهی از آلاینده ها را به دام انداخت. دیگر موضوع ذخیره سازی هیدروژن به عناون یه منبع سوختی است. تکنولوژی‌های ذخیره‌سازی هیدروژن را می‌توان به ذخیره‌سازی فیزیکی، که درآن مولکول‌های هیدروژن ذخیره می‌شوند (شامل ذخیره‌سازی هیدروژن خالص از طریق کمپرس (فشار) ومیعان (آبگونگی))، و ذخیره‌سازی شیمیایی که درآن هیدریدها ذخیره می‌شوند، تقسیم کرد. امروزه تئوری تابعی چگای (DFT) یکی از ابزارهای پرقدرت جهت مطالعه و طراحی بهترین جاذب ها جهت کاربردهای یاد شده می باشد که در زیر نمونه هایی از بحث های مورد بررسی در این زمینه ی علمی تیتروار عنوان شده است:

    بررسی جذب فیزیکی گازها و مولکول ها بر روی نانوساختارها
    بررسی جذب شیمیایی گازها و مولکول ها بر روی نانوساختارها
    محاسبه ی مقدار بار انتقال یافته میان ماده ی جاذب و جذب شونده
    طراحی جاذب های جدید برای جذب آلاینده های زیست محیطی
    طراحی جاذب هایی جهت ذخیره سازی هیدروژن (Hydrogen Storage)
    کپسوله کردن مولکول ها درون نانولوله ها، باکی بالها و …
    مطالعه ی کاتالیست ها و خواص جاذب ها

در این حوزه ی محاسباتی، می توان پروژه های کارشناسی ارشد و دکتری بسیاری را در رشته های شیمی، فیزیک و مهندسی مواد تعریف کرد و با توجه به نزدیک به واقعیت بودن نتایج این محاسبات، امکان ادغام این پروژه با پروژه های تجربی و ارائه ی مشاوره به محققین تجربی وجود دارد. به خصوص به تازگی با افزایش دقت محاسبات DFT در حوزه مطالعه ی جذب با استفاده از تقریب vdW (برهمکنش وندوالس) در نرم افزارهای محاسباتی ای مانند Quantum ESPRESSO و Siesta نتایج بدست آمده دقت بسیار زیادی یافته و انتشار مقالات علمی در ژورنال های معتبر به سادگی امکان پذیر است. بخشی از پروژه های ما در NRTC نیز شامل این موارد می باشند.

نمونه مقالاتی که در این حوزه منتشر شده اند:


    Carlotto, Silvia, et al. “Adsorption of CO and formation of carbonates at steps of pure and Co-doped SrTiO 3 surfaces by DFT calculations.” Applied Surface Science 364 (2016): 522-527.
    Silvestrelli, Pier Luigi, and Alberto Ambrosetti. “van der Waals corrected DFT simulation of adsorption processes on transition-metal surfaces: Xe and graphene on Ni (111).” Physical Review B19 (2015): 195405.
    Palotás, K., I. Bakó, and L. Bugyi. “Structural, electronic and adsorption properties of Rh (111)/Mo (110) bimetallic catalyst: A DFT study.” Applied Surface Science 389 (2016): 1094-1103.

عناوین دوره ها و پروژه های طرح طپش : طرح طپش شامل دوره های مختلف آموزشی و پژوهشی متناسب با اکوسیستم تحقیقاتی حال حاضر دنیا در حوزه ی علوم محاسباتی و شبیه سازی تعریف شده و بر اساس تجربیات دانشجویان و فارغ التحصیلان دانشگاه های معتبر داخلی و خارجی برنامه ریزی شده است.

بر اساس این برنامه ریزی مخاطبین با پیش زمینه های تئوری و همچنین نرم افزارها و کد های محاسباتی در حین انجام پروژه های مرتبط آشنا خواند شد. در این پروسه، مخاطب با مشارکت در یکی از پروژه های قید شده در لیست زیر بصورت عملی در حین کار بر روی یک پروژه ی تحقیقاتی که در همکاری با محققین دانشگاه UCL انگلستان در حال انجام است، در کنار فراگیری ابزارهای محاسباتی مختلف در مقالات نیز مشارکت خواهند داشت که می تواند رزومه ی علمی بسیار خوبی برای داوطلبین رقم بزند.

مخاطبین این طرح از تمامی رشته های تحصیلی نانو، فیزیک، شیمی، مکانیک، برق، علم مواد و …  می باشند.

پروژه های تعریف شده در این طرح به قرار زیر می باشند:

1) مطالعه ی نسل جدید نانوکاتالیست ها

2) مطالعه ی خواص کاتالیستی نانوساختارهای دوبعدی آلایش یافته با پلاتین و طلا

3) مطالعه ی خواص مکانیکی نانوساختارهای دو بعدی

4) مطالعه ی خواص مکانیکی پروسکایت ها و ترکیبات مکعبی

5) مطالعه خواص مکانیکی نانوساختاها در ابعاد محدود (صفر بعدی)

6) مطالعه رسانندگی و بررسی ترابرد الکتریکی ساختارهای یک بعدی (نانولوله ها و نانوریبون ها)

7) مطالعه ی خواص الکتریکی و مکانیکی آلیاژها (در همکاری با دانشگاه نوتردام آمریکا)

در ضمن انجام این پروژه ها، داوطلبین با نرم افزارهای محاسباتی Quantum ESPRESSO و Siesta که بر پایه تئوری تابعی چگالی کار می کنند آشنا خواهند شد و کار خواهند کرد. به علاوه با نرم افزار های جانبی مورد نیاز برای مدل سازی های ساختارها مانند VESTA و VNL کار خواهند کرد.

امید است که با همراهی شما عزیزان بتوانیم گامی موئثر در بالا رفتن سطح علمی جامعه محاسباتی کار کشورمان برداریم.

 

 

 

 

دعوت به همکاری در تیم برنامه نویسی و لینوکس

 

گروه نانومحاسباتی NRTC در نظر دارد اقدام به طراحی و راه اندازی نسل جدیدی از سیستم های پردازش موازی (سخت افزار- نرم افزار) جهت استفاده در امر آموزش و پژوهش های نانومحاسباتی نماید. از این رو از علاقمندان به همکاری در تیم “برنامه نویسی و لینوکس” این مجموعه که اطلاعات اولیه ای در زمینه های زیر داشته و یا علاقه مند به این زمینه ها هستند دعوت به همکاری می نماید:

 

   – گنو/ لینوکس و هسته لینوکس
– برنامه نویسی
– MPI
– سخت افزارهای سرور
– کلاسترهای تحت لینوکس
+ HPC (High Performance Computing)
+ کلاستر Beowulf
+ SLURM
+ مدیریت دیتابیس
– GPU
– Raspberry Pi

لازم به ذکر است که داوطلبان در یک برنامه آموزشی-تحقیقاتی که در مجموعه ی NRTC به اجرا در خواهد آمد بر روی سه پروژه ی زیر فعالیت خواهند کرد:

1- توسعه ی لینوکس محاسباتی Carbon
2- طراحی سخت افزاری و نرم افزاری کلاستر آموزشی-پژوهشی اختصاصی NRTC
3- توسعه ی نسل جدید سیستم های مدیریت ابررایانه ها

این همکاری در بازه ی 3 ماهه ی مورد نظر در ازای گزارشات و مستندات ارائه شده بصورت پروژه ای و پس از آن با توجه به امتیازات کسب شده از سوی کارآموزان بصورت جذب تمام وقت در گروه تحقیقاتی-آموزشی NRTC خواهد بود.
علاقه مندان می توانند با ایمیل زیر مکاتبه فرمایند:

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

 

 

 

Sunday, 02 December 2018 11:15

Academic3

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation ullamcorper suscipit lobortis nisl ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in vulputate velit esse molestie consequat, vel illum dolore eu feugiat nulla facilisis at vero eros et accumsan et iusto odio dignissim qui blandit praesent luptatum zzril delenit augue duis dolore te feugait nulla facilisi.

 

 

 

Page 8 of 12

We answer every moment

social 16social 13social 09 social 05