محمود پیامی شبستر - پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران
سمیرا شیخی - پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران

الکترون های اوربیتال های نزدیک هسته اتم های سنگین سرعت های قابل مقایسه با سرعت نور در خلا دارند. لذا جهت مطالعه خواص بلورهای حاوی اتم های سنگین، لازم است که اثرات نسبیتی به حساب آورده شوند. در این پژوهش، با استفاده از روش ابتدا به ساکن DFT+U ما ساختار الکترونی و خواص هندسی دی اکسید اورانیوم UO۲ در چارچوب فرمولبندی های کاملا نسبیتی، نسبیتی نرده ای، و غیرنسبیتی محاسبه کرده و با هم مقایسه کرده ایم. نشان داده شده است که: (الف)- روش غیرنسبیتی نتایجی بسیار متفاوت با تجربه را برای ثابت شبکه و گاف انرژی می دهد و (ب)- در حالت کاملا نسبیتی، که اثرات اسپین- مدار لحاظ شده است، گاف انرژی کوهن-شم به اندازه ۲/۶% افزایش یافته و ثابت شبکه به اندازه ۰۵/۰% نسبت به حالت نسبیتی نرده ای کاهش می یابد. بنابراین، در مطالعه خواص هندسی UO۲ ، محاسبات در چارچوب نسبیتی نرده ای منجر به نتایج صحیحی می شود و لذا تا موقعی که کاری به مطالعه خواص برانگیختگی الکترونی نداریم، نیازی نیست که محاسبات سنگین کاملا نسبیتی انجام دهیم.

دی اکسید اورانیوم, پادفرومغناطیس, نظریه تابعی چگالی, اثر اسپین- مدار