مطالعۀ نظري ThO2 توسط محاسبات اصول اوليه ‏

در اين مقاله، با استفاده از نظريۀ اختلالي تابعي چگالي و نظريۀ تابعي چگالي در چارچوب محاسبات اصول اوليه خواص ترموديناميكي، ساختاري و طيف ارتعاشي دي اكسيد توريم مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور محاسبۀ معادلات كوهن شم جهت به دست آوردن كمينۀ انرژي كل بلور از نرم‌افزار كوانتوم اسپرسو، كه يك كد محاسباتي متن باز است، استفاده شده است. طيف ارتعاشي دي اكسيد توريم در امتداد مسيرهاي پر تقارن مختلف بررسي شد كه نتايج به دست آمده حاكي از پايداري ديناميكي سامانۀ بلوري بود. از مدل شبه هماهنگ دباي اينشتين كه در كد گيبس 2 پياده‌سازي شده است، به منظور محاسبۀ خواص ترموديناميكي دي اكسيد توريم تحت دما و فشار بالا استفاده شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان دادند كه دماي دباي دي اكسيد توريم با افزايش دما در يك فشار ثابت كاهش مي‌يافت و با افزايش فشار در يك دماي ثابت افزايش پيدا مي‌كرد. افزايش دماي دباي بيانگر افزايش سختي بلور و سرعت صوت متوسط بود. مشاهده شد كه ضريب انبساط گرمايي حجمي و پارامتر گرونيسن با افزايش فشار در يك دماي ثابت به صورت نمايي كاهش مي‌يافتند، در حالي كه با افزايش دما در يك فشار ثابت، افزايش مي‌يافتند كه بيانگر افزايش انتقال حرارت در شبكه بلوري بود.