فهرست مطالب

پژوهش سیستم های بس ذره ای - سال یازدهم شماره 1 (پیاپی 28، بهار 1400)

نشریه پژوهش سیستم های بس ذره ای
سال یازدهم شماره 1 (پیاپی 28، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/31
  • تعداد عناوین: 12
|
  • منصوره پشنگ پور*، سمیه فتوحی صفحات 1-10

    در این مقاله، بوروفین گرافین گونه که اخیرا ساخت تجربی آن روی زیر لایه 111Al گزارش شده است و سه ساختار آلاییده آن با بور، کربن و نیتروژن از طریق نظریه تابعی چگالی مطالعه شده است. چگالی حالات کلی و جزیی، ساختار نوارهای انرژی، چگالی بار، رسانش کوانتمی و نمودارهای جریان-ولتاژ این ساختارها بررسی و مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که بوروفین گرافین گونه فلز است و همانند گرافین، نقطه دیراکی با رابطه پاشندگی خطی داشته که در مکانی بالاتر از تراز فرمی قرار دارد و آلایش آن با اتم های بور، کربن و نیتروژن باعث جابجایی مکان نقطه دیراک می گردد. اتم های بور در بوروفین آلایش شده درگیر پیوندهای یونی می شوند. همچنین نتایج نشان می دهد که نمودارهای جریان-ولتاژ ساختارهای مورد مطالعه رفتار اهمی دارند. چگالی جریان ناهمسانگرد در دو راستای زیگزاگ و آرمچیر با قابلیت کنترل جریان توسط آلایش، استفاده از این ماده دو بعدی را در طراحی سویچ های نانو الکترونیک ممکن می سازد.

    کلیدواژگان: بوروفین گرافین گونه، نظریه تابعی چگالی، چگالی حالات، انتقال الکترونی
  • مریم گل خیری طالب قشلاقی، یاشار عزیزیان کلاندرق، غلامرضا پیرقلی گیوی* صفحات 11-25

    در این پژوهش، نانوساختارهای اکسید بیسموت خالص (Bi2O3) و نانوکامپوزیت های اکسید بسیموت- اکسید بیسموت مولیبدنیوم (Bi2O3/Bi2MoO6) با افزودنی مقادیر 2، 4، 6، 8، 10 وcc12 نمک مولیبدن (Na2MoO4.2H2O) به روش فراصوت تهیه شده و تاثیر میزان افزودنی آن بر فعالیت فوتوکاتالیستی اکسید بیسموت خالص، از طریق حذف متیلن بلو از آب آشامیدنی مورد مطالعه قرار گرفته است. ویژگیهای ساختاری، ریخت شناسی و خواص اپتیکی این نانوکامپوزیت ها، از طریق آنالیز حرارتی (TGA-DTA)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکپی الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی جذبی مریی- فرابنفش (UV-Vis) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از الگوی پراش پرتو ایکس نشان داد با افزایش میزان افزودنی نمک مولیبدن، از شدت قله های پراش اکسید بیسموت کاسته شده و قله های اکسید بیسموت مولیبدنیوم آشکارتر می شوند. تصاویر SEM نشان دهنده تغییر ریخت نانوکامپوزیت ها و اندازه آنها در اثر افزایش افزودنی نمک مولیبدن است. از طریق طیف جذبی مریی- فرابنفش، مقدار گاف انرژی نانوکامپوزیت ها محاسبه شده و نتایج نشان داد که افزایش میزان نمک مولیبدن، موجب کاهش گاف انرژی نمونه ها شده است. همچنین نتایج بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نشان داد که نانوکامپوزیت حاوی cc 2 نمک مولیبدن با تخریب %100 متیلن بلو در مدت زمان 24 دقیقه، دارای بالاترین فعالیت فوتوکاتالیستی در بین نمونه های تهیه شده می باشد.

    کلیدواژگان: نانوساختارها، اکسید بیسموت، افزودنی نمک مولیبدن، گاف انرژی، فعالیت فوتوکاتالیستی
  • آرمین مقبلی، علی رستم نژادی*، میثم دانشور صفحات 26-41
    در این تحقیق اثر پارامترهای هندسی و دما بر طیف تابش گرمایی نانو/میکروکاواک های دوره ای هوا با ساختار مربعی در بستر فلز کروم بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که برانگیختگی مدهای تشدیدی کاواک، پلاسمون- پلاریتون سطحی و مدهای پراشی براگ در تعیین طیف تابشی و میزان گزینش پذیری آن موثر می باشند. در کاواک های باریک و کم عمق با شعاع nm150r< و عمق nm150d<، طیف گسیل گرمایی رفتاری مشابه ی لایه فلز کروم دارد. برانگیختگی پلاسمون-پلاریتون های سطحی سبب ایجاد قله تیزی در طیف تابشی میکروکاواک های با عمق nm250≤d≤150 و شعاع nm300≤r≤150 در طول موج λ~a می شود. در کاواک های پهن و عمیق با nm350r≥ و nm400d≥ در طیف تابشی قله-هایی وجود دارند که با طول موج های تشدیدی کاواک اصلاح شده مطابقت دارند. در طول موج های کوچکتر از دوره، پراش براگ از سطح میکروکاواک ها گسیلندگی را کاهش می دهد. با افزایش دما گزینش پذیری در گسیلندگی تغییرات قابل توجهی ندارد. با پوشش دهی سطح ساختار با یک فلز بازتاب دهنده ی قوی مانند تانتالوم، گزینش پذیری و بازده گسیلی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد که برای کاربرد در گسیلنده های ترموفوتوولتایی اهمیت زیادی دارد.
    کلیدواژگان: گسیلنده ی گزینشی گرمایی، نانو- میکروکاواک دوره ای، پلاسمون پلاریتون سطحی، پراش براگ، ترموفوتوولتایی
  • محمود صادقی* صفحات 42-55
    در این پژوهش فرایند تولید نور کوانتومی خلا چلانده شبیه سازی شده است. به این منظور، از یک کاواک واهلشی تک مد با یک محیط غیرخطی با پذیرفتاری مرتبه دوم غیر صفر استفاده شده است. محیط غیرخطی کاواک، با یک پمپ لیزر با فرکانس معین تحریک می شود و جفت فوتون های یکسان با فرکانس نصف لیزر محرک تولید می گردد. به این فرایند اصطلاحا تبدیل نزولی پارامتری واگن می گویند. در غیاب هر نوع اتلافی، شبیه سازی، یک چلاندگی با پارامتر تابع خطی از زمان را به دست می دهد که با محاسبات تحلیلی کاملا سازگار است. در حضور اتلاف دو فوتونی ناشی از تماس سیستم با یک محیط کاملا سرد، شبیه سازی نشان می دهد که رقابت بین بهره حاصل از لیزر محرک و اتلاف دو فوتونی، منجر به چلاندگی پایدار برای خلا اولیه در حالت پایای سیستم می گردد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، خلا چلانده، نوسانگر پارامتری نوری
  • سکینه میزانی، روح الله علی آبادی، حمدالله صالحی* صفحات 56-67

    در این مقاله به بررسی تاثیر شکل هندسی ذرات بر گذارفاز تک محوره-دو محوره و نماتیک پلنار-هومیوتروپیک برای ذرات استوانه ای شکل سخت ومیله های مکعب مستطیلی سخت بین دودیواره موازی می پردازیم. محاسبات با استفاده از نظریهپارسونز-لیدر تقریب زوانزیگ انجام شده است. این ذرات یک گذار فاز مرتبه اول از فاز پلانار به هومیوتروپیک نشان دادند که این نوع گذار فاز برای هر دو نوع ذره در یک بحرانی خاتمه می یابد که برای ذرات مکعب مستطیل حدود و برای ذرات استوانه ای می باشد. هم چنین گذار فاز تک محوره به دو محوره نیز برای هر دو سامانه مشاهده می شود که با کاهش نسبت در چگالی های بالاتر رخ می دهد که علت آن کاهش مساحت ممنوعه با نظم پلنار است. این نوع گذار فاز پیوسته می باشد. محاسبات نشان می دهند که هر دو نوع گذارفاز بررسی شده برای ذرات استوانه ای شکل در چگالی های پایین تر نسبت به ذرات مکعب مستطیل رخ می دهدکه این ناشی از تفاوت سطح ممنوعه و جذب بیشتر دیواره ها برای ذرات استوانه ای است.

    کلیدواژگان: تک محوره، دومحوره، پلنار، هومئوتروپیک، پارسونز-لی
  • لیلا نظری، مسعود صیدی*، محمد محمدی ثابت صفحات 68-78

    در این پژوهش با استفاده از هامیلتونینIBM-1 در چارچوب جبر لی آفین ، گذار فاز کوانتومی بین حدهای و برای ایزوتوپ های زوج-زوج نیودیمیم  بررسی شده است. طیف انرژی این زنجیره با محاسبه پارامترهای کنترلی هامیلتونین با روش حداقل مربعات بدست آمده است. در ادامه، سطوح انرژی به کمک فرمالیسم حالات همدوس محاسبه گردیده است. تغییرات مشاهده شده در سطوح انرژی و نیز مقادیر نشان داد ایزوتوپ ، هسته گذار در ناحیه میباشد. نتایج حاصل از این مدل، نتایج روش NEF را به خوبی تایید می کند. در این پژوهش با استفاده از هامیلتونینIBM-1 در چارچوب جبر لی آفین ، گذار فاز کوانتومی بین حدهای و برای ایزوتوپ های زوج-زوج نیودیمیم  بررسی شده است.

    کلیدواژگان: جبر لی آفین، گذار فاز کوانتومی، حالات همدوس، ایزوتوپهای زوج-زوج نئودیمیم، انرژی سطحی
  • نادیا بابایی بیدمشکی، مهدی جانبازی، یاور تقی پور آذر، فرهود ضیائی* صفحات 79-87
    در پژوهش حاضر با استفاده از نظریه تابعی چگالی، پارامترهای هندسی، چگالی اسپین اتم ها و پارامترهای طیف EPR حاصل از رادیکال های ایجاد شده در اثر تابش و تنش مکانیکی آلفا کراتین مورد بررسی قرار گرفته است. عموما فاکتورهای مختلفی از جمله پیوندهای هیدروژنی و دما، پارامترهای EPR را تحت تاثیر قرار می دهند. ابتدا از محاسبات خوشه جهت مطالعه تاثیر پیوندهای هیدروژنی استفاده شد و سپس محاسبات دینامیک مولکولی ابتدا به ساکن جهت بررسی تاثیر همزمانی پیوندهای هیدروژنی و دما بکار گرفته شد. تغییر مولفه های تانسور g و ثابت جفت شدگی، وابسته به تغییر پارامترهای هندسی و چگالی اسپین اتم هاست. به دلیل کوچک بودن میزان تغییر پارامترهای هندسی و چگالی اسپین اتم ها بین دو مدل خوشه و دینامیک مولکولی برای رادیکال های حاصل از تابش و تنش مکانیکی، اختلاف بین پارامترهای EPR محاسبه شده با استفاده از دو مدل مذکور نیز ناچیز است. نتایج نشان داد که توافق خوبی میان پارامترهای EPR محاسبه شده و نتایج تجربی وجود دارد. همچنین، نتایج بدست آمده از محاسبات دینامیک مولکولی به دلیل در نظر گرفتن تاثیر دمای محیط توافق بهتری نسبت به مدل خوشه با داده های تجربی دارد.
    کلیدواژگان: آلفا کراتین، نظریه تابعی چگالی، دینامیک مولکولی ابتدا به ساکن، خوشه، تانسور g، ثابت جفت شدگی ساختار ریز
  • وحید عظیمی موصلو* صفحات 88-99
    در هم تنیدگی یکی از مفاهیم بنیادین کوانتومی است که نه تنها مکانیک کوانتومی را به صورت معنا دار از همتای کلاسیک آن متمایز می کند بلکه نقش های کلیدی در تکنولوژی های محاسبات، پردازش و ارتباطات کوانتومی ایفا می کند. در اینجا ما به بررسی نقش ناهمسانگردی در درهم تنیدگی متغیرهای پیوسته بین مد های مگنونی در آنتی فرو مغناطیس ها می پردازیم. با معرفی نمایش های بوزونی متفاوت نشان داده می شود که ناهمسانگردی توزیع های متفاوتی از درهم تنیدگی مگنونی در حالت پایه سیستم دارد. در حالی که ناهمسانگردی در برخی از این توزیع ها نقش کاهشی دارد در برخی دیگر اثر افزایشی از خود نشان می دهد. علاوه بر این نشان داده می شود که بیشترین درهم تنیدگی در مرکز منطقه بریلوین قابل دسترس است
    کلیدواژگان: ناهمسانگردی، درهم تنیدگی، درهم تنیدگی متغیرهای پیوسته، مگنون، آنتی فرومغناطیس
  • آیدا فیروزی، احمد محمدی* صفحات 100-113
    با به کارگیری روش المان مرزی به بررسی افزایش نرخ فلویورسانس به کمک نانوآنتن های مخروطی شکل می پردازیم. نانوآنتن مورد نظر از دو نانوذره از جنس طلا تشکیل شده است که در امتداد یک خط در دو طرف مولکول واقع شده اند. این نوع از نانوذرات پلاسمونیکی می توانند نرخ فلویورسانس را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. نرخ فلویورسانس به راستای قرار گرفتن گسیل کننده، فاصله و مکان آن نسبت به نانوآنتن، راستای تابش نور فرودی و فاصله بین دو نانوذره بستگی دارد. قرار دادن مولکول در یک مکان خاص با جهت گیری مشخص در عمل به طور دقیق امکان پذیر نیست و با خطا همراه است. با محاسبه تغییرات ایجاد شده در طیف گسیل مولکول ناشی از جابه جایی مولکول نسبت به نانوآنتن، می توان هم خوانی بهتری میان داده های آزمایشگاهی و محاسبات تثوری به دست آورد. علاوه بر این، امکان پیش بینی پیکربندی آزمایشگاهی مناسب برای دستیابی به نرخ موردنظر فراهم می گردد.
    کلیدواژگان: افزایش فلوئورسانس، نانوآنتن مخروطی شکل، پلاسمون سطحی جایگزیده
  • محمدجواد محمودآبادی*، فاطمه صادقی گوغری صفحات 114-127

    در این مقاله، با استفاده از یک روش عددی جدید به حل معادله شرودینگر وابسته به زمان پرداخته شده است. روش ارایه شده، حاصل ترکیب یک الگوریتم فراابتکاری قوی با سرعت و دقت بالا و روش تفاضل محدود است. به این منظور، ابتدا فضای حل متغیرهای مساله ی مورد نظر با استفاده از روش تفاضل محدود شبکه بندی و سپس، معادله شرودینگر با شرایط مرزی مشخص به یک مسئله بدون قید تبدیل شده است. در ادامه، به کمک روش ضریب پنالتی، شرایط مرزی ارضاء و یک تابع هدف مناسب تعریف شده است. در پایان، با استفاده از یک مدل بهبود یافته از الگوریتم تجمعی ذرات به بهینه سازی تابع هدف مورد نظر پرداخته شده است. در چندین مثال مختلف مقدار خطای حاصل از مقایسه مقدار دقیق تابع و مقدار عددی محاسبه شده بیانگر موفقیت روش عددی پیشنهادی در حل مسئله شرودینگر وابسته به زمان است.

    کلیدواژگان: معادله شرودینگر وابسته به زمان، الگوریتم تجمعی ذرات، روش تفاضل محدود، روش ضریب پنالتی
  • احمد مهرآمیز*، حسین لطفی، بابک محمدحسینی صفحات 128-138
    در این مقاله، امواج هیدرومغناطیسی در محیط پلاسمای مختلط تبهگن و مغناطیده با در نظر گرفتن نیروهای کوانتومی مربوط به اسپین الکترون و پتانسیل های کوانتومی یون ها و الکترون ها مورد بررسی قرار می گیرد. از معادلات سیالی با تصحیحات کوانتومی ناشی از افت و خیز چگالی و انرژی مغناطش اسپین برای بدست آوردن رابطه پاشندگی کلی استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که تصحیحات کوانتومی و حضور ذرات غبار باعث تغییر قابل توجهی در خواص پاشندگی این مدهای موجی می شود. به طوری که هرچه جرم ذره غبار کوچک تر باشد پاشندگی افزایش می یابد. همچنین تصحیح ناشی از افت و خیز چگالی یون ها و الکترون ها، تاثیر بسزایی بر پاشندگی امواج دارد و باعث پدیدار شدن جملاتی غیر خطی در رابطه پاشندگی می شود. علاوه بر این، تاثیر اسپین الکترون به گونه ای ظاهر می شود که از سهم دیگر پتانسیل های کوانتومی بر پاشندگی مدهای موجی بکاهد. در پایان برخی حالت های ویژه بررسی می گردند.
    کلیدواژگان: پلاسمای مختلط، اثر اسپین، امواج هیدرومغناطیسی، رابطه پاشندگی
  • مولاداد نیکبخت*، مژده رضایی، ندا ذوالقدری، علیرضا نعیمی صفحات 139-150
    در این مقاله به بررسی انتقال حرارت در سامانه ای چند ذره ای متشکل از مواد نوری مغناطیسی میپردازیم. در این دسته از مواد تشدید مدهای سطحی در حضور میدان مغناطیسی خارجی باعث شکست تقارن در سامانه و از بین رفتن همسانگردی پاسخ اپتیکی این نانو ذرات می شود. با استفاده از معادلات حاکم بر انتقال حرارت در سامانه های بس ذره ای، اثر جهت گیری نسبی و اندازه میدان خارجی بر دمای تعادلی سامانه هایی از نانوذرات نوری مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این با تغییر اندازه ذرات و شکستن تقارن در سامانه ای سه ذره ای به مقایسه سامانه متقارن با نامتقارن پرداخته ایم.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت تابشی، مواد نوری مغناطیسی، میدان مغناطیسی
|
  • Mansoureh Pashangpour *, Somayeh Fotoohi Pages 1-10

    In this paper, the electronic transport properties of graphene-like borophene as well as its doped structures with boron, carbon and nitrogen atoms are investigated using the density functional theory. Total and partial density of states, band structure, charge density, quantum conductance and current-voltage characteristic of these structures have been studied and compared. The results indicate that graphene-like borophene is a metal, and has a Dirac point with a linear dispersion relation similar graphene. Our investigations demonstrate that the Dirac point is in upper place than the Fermi level, and the doping can affect the location of Dirac point. Moreover, the current-voltage characteristics show Ohmic behavior of these structures. In doped graphene-like borophene structures, boron atoms are formed ionic bonds. In all considered structures, the current density along zigzag and armchair directions exhibit an anisotropic behavior. By 90° rotation of graphene-like borophene sheet with carbon atom, its current is controlled and this material can be used to design nanoelectronic switches. The current control with C atom doping can be used in this two-dimensional material to design nanoelectronic switches.

    Keywords: Graphene-like Borophene, Density functional theory, Density of States, quantum transport
  • Maryam Gholkheyri Talebe Gheshlaghi, Yashar Azizian Klandaragh, Gholamreza Pirgholi Givi * Pages 11-25

    In this study, pure bismuth oxide (Bi2O3) nanostructures and bismuth oxide- molybdenum bismuth oxide (Bi2O3/ Bi2MoO6) nanocomposites with additive 2, 4, 6, 8, 10 and 12cc values of molybdenum precursor (Na2MoO4.2H2O) were prepared by ultrasound assisted-method, and the effect of additive values of molybdenum precursor has been studied on the photocatalytic activity of pure bismuth oxide nanostructures by removing methylene blue from the water. The structural, morphological and optical properties of these nanostructures have been investigated by TGA/DTA, XRD, SEM and UV-Vis analyzes. The results of XRD show that with increasing of additive values of molybdenum precursor, the intensity of bismuth oxide diffraction peaks decreases and the intensity of bismuth oxide molybdenum diffraction peaks becomes more apparent. SEM images show change in the nanocomposite’s morphology and their size due to additive of molybdenum precursor. The energy gap of nanocomposites was calculated by UV-Vis spectrum, and the results showed that, the energy gap of the samples has been reduced with increasing the amount of molybdenum precursor. Also, the results of photocatalytic activity showed that the nanocomposite containing 2cc molybdenum precursor has the highest photocatalytic activity among the prepared samples and removed 100% methylene blue from the water within 24 minutes.

    Keywords: Nanostructures, Bismuth oxide, Additive of molybdenum precursor, band gap, Photocatalytic activity
  • Armin Moghbeli, Ali Rostamnejadi *, Meysam Daneshvar Pages 26-41
    In this paper, the effects of structural parameters and temperature on the thermal emission properties of a square array of cylindrical nano/microcavities on chromium (Cr) slab have been investigated. The obtained results show that the enhancement and selectivity in the emissivity are depended on the coupling between thermally excited radiation with the resonance modes, surface plasmon-polariton and Bragg diffraction from the surface of the periodic nano/microcavities. For nanocavities with radius r
    Keywords: Selective Thermal emitter, Surface plasmon-polariton, Periodic Nano, Microcavity, Bragg diffraction, Thermophotovoltaic
  • Mahmoud Sadeghi * Pages 42-55
    In this research, squeeze vacuum state of quantum light is simulated. For this purpose, single mode dissipative cavity with non-zero second-order susceptibility is used. Cavity nonlinear medium is driving by laser pump with known frequency, and pairs of identical photons are created, with one-half frequency of driving pump. This process known as degenerate parametric down conversion. In the absence of any dissipation, simulation shows linear time dependent squeezing parameter, which is in agreement with theoretical results. In two photon loss of cavity in contact with cold reservoir, competition between gain and two photon loss, results in stable squeezing of initial vacuum, in steady state of system.
    Keywords: Simulation, Squeezed vacuum, Optical parametric oscillator
  • Sakine Mizani, Roohollah Aliabadi, Hamdollah Salehi * Pages 56-67

    In this article we investigate the effects of particles’ geometry on the uniaxial-biaxial and planar nematic-homeotropic phase transition of hard cylinders and hard rectangular rods between two structureless walls. The calculations are doneusing the Parsons-Lee theory into the Zwanzig approximation. These particles show a first order phase transition from planar to homeotropic that disappears at a critical point for both particles which this critical point is and for hard rectangular and cylinder rods, respectively. In addition, there is a second order phase transition called uniaxial planar nematic to biaxial planar nematicwhere there is three different optical axes for both shapes. This transition occurs at higher densities for the particles with smaller shape anisiorpies due to decreasing of excluded area inplanar order. Our calculations depict that both types of phase transitions take place at lower densities

    Keywords: uniaxial, biaxial, planar, homeotropic, Parsons-Lee
  • Leila Nazari, Masoud Seidi *, Mohammad Mohammadi Sabet Pages 68-78

    In this research, we have considered quantum phase transition for even-even neodymium isotopes ( ) using the Hamiltonian of Interacting Boson Model (IBM-1) in the framework of affine SU(1,1) Lie algebra. The energy spectrum of this chain has obtained by calculating the Hamiltonian control parameters with Least Squares method. In the following, energy surfaces using coherent state formalism has calculated. Changes observed in the energy surfaces and the values of showed that the  isotope is the transitional nuclei between U(5) and SO(6) limits. The results of this model are in good agreement with New Empirical Formula (NEF).

    Keywords: Interacting Boson Model (IBM), affine SU(1, 1) Lie algebra, Quantum Phase Transition, even-even neodymium isotopes, energy surface
  • Nadia Babaie, Mehdi Janbazi, Yavar Taghipour Azar, Farhood Ziaie * Pages 79-87
    In this research, the geometrical parameters, the spin density of atoms, and the EPR parameters of radiation and mechanically induced radicals in alpha keratin were investigated using density functional theory. Generally, various factors such as hydrogen bonds and temperature impact the EPR parameters. First, cluster calculations were used to study the effect of hydrogen bonds, and then ab-initio molecular dynamics calculations were used to investigate the simultaneous effects of hydrogen bonds and temperature. Variation of the g tensor components and the coupling constants are dependent on the change of the geometrical parameters and the spin density of the atoms. Due to being a small variation of the geometrical parameters and the spin density of the atoms between the cluster model and the molecular dynamics for the radiation and the mechanically induced radicals, the difference between calculated EPR parameters by means of two mentioned models is insignificant. The result shows a good agreement between the calculated EPR parameters and the experimental results. Also, due to the considering of the ambient temperature effect, the obtained results from the molecular dynamic calculation have a better agreement with the experimental data in comparison to the cluster model.
    Keywords: Alpha-keratin, Density functional theory, Ab initio molecular dynamics, Cluster, g-tensor, Hyperfine coupling constant
  • Vahid Azimi Mousolou * Pages 88-99
    Entanglement is one of the fundamental quantum concepts that not only distinguishes quantum mechanics from its classical counterpart but also plays important roles in quantum communication and information processing technologies. Here, we aim to study anisotropy contributions of continuous variable entanglement between magnon modes in antiferromagnets. By introducing different bosonic modes, it is shown that the magnetic uniaxial anisotropy induces different entanglement contributions in the ground state of the system. While some of these contributions appear to be decreasing with respect to anisotropy, the other contributions are increasing as functions of anisotropy. It is also shown that the maximum magnon entanglement is always at the centre of Brillouin zone. The analysis presented here is independent of geometric lattice structure and appropriate for many classes of compounds.
    Keywords: anisotropy, Entanglement, Continuous variable entanglement, Magnon, Antiferromagnet
  • Aida Firoozi, Ahmad Mohammadi * Pages 100-113
    Utilizing boundary element method (BEM), we investigate fluorescence rate enhancement by conical nanoantennas. The nanoantennas consist of two gold nanoparticles located along a line on both sides of the molecule. Molecular fluorescence rate can be considerably enhanced by nanoantennas. The fluorescence rate depends on the orientation, distance and position of molecule with respect to nanoantennas, as well as the effect of the incident light angle and the gap distance of the two nanoparticles. In practice, it is not easy to fix a precise position and orientation for a molecule in the vicinity of a nanoantenna. By allowing for the effect of molecule position and orientation on the emission spectra, one can achieve a better agreement between experimental results and theoretical calculations. Moreover, it provides important information to design the experimental configuration.
    Keywords: Fluorescence Enhancement, Conical Nanoantenna, surface plasmon resonance
  • MohammadJavad Mahmoodabadi *, Fatemeh Sadeghi Googhari Pages 114-127

    In this paper, a new numerical method is introduced to solve the time-dependent nonlinear Schrödinger equation. The proposed method is a combination of a novel metaheuristic optimization algorithm with the finite difference method. First, the regarded Schrödinger equation with the ralated boundary and initial conditions are converted into an unconstrained problem. For this purpose, the boundary and initial conditions are satisfied using the penalty method and a proper objective function is defined through the discretized governing equation. Then, a successful version of the particle swarm optimization is implemented to minimize the identified error function and find the best nodal values. The simulation results for several cases are illustrated to depict the effectiveness and capability of the introduced sterategy for solving the time-dependent nonlinear Schrödinger equation.

    Keywords: Time-Dependent Schrödinger Equation, Particle swarm optimization algorithm, Finite difference method, Penalty method
  • Ahmad Mehramiz *, Hossein Lotfi, Babak Mohammadhoseini Pages 128-138
    In this paper, the hydromagnetic waves are studied in a degenerate complex magnetoplasma environment taking into account the quantum forces related to the electron spin and the quantum potentials of the ions and electrons. To this end, a modified quantum fluid formalism including the quantum density fluctuations and spin magnetization energy is employed to analyze the dispersive properties of the wave modes. The results show that the presence of dust particles as well as quantum corrections significantly alter the behavior of the waves. In other words, the dispersion of waves decreases with the mass of dust particles. Also, the corrections due to the density fluctuations of ions and electrons have significant effects and introduce non-linear terms in the dispersion relation. In addition, the effect of the electron spin reduces the contribution of other quantum potentials on the dispersion of wave modes. Finally, some special limiting cases are discussed.
    Keywords: Complex plasma, Spin effect, Hydromagnetic waves, Dispersion Relation
  • Moladad Nikbakht *, Mojde Rezaee, Neda Zolghadri, Alireza Naeimi Pages 139-150
    We investigate the radiative heat transfer in systems of magneto-optical nanoparticles. The resonance of surface modes due to an external magnetic field results in an anisotropic optical response of these nanoparticles. Using the many-body radiative heat transfer theory, we have investigated the influence of the magnitude and the direction of an external magnetic field on the steady state temperature of system of magneto-optical nanoparticles. Moreover, the influence of configuration symmetry breaking (with change of nanoparticles size) on the net heat exchange and temperatures are investigated in a three body system and the results are compared to that of symmetrical system.
    Keywords: Radiative heat transfer, Magneto‐optical Materials, Magnetic field