Elektromanyetik zırhlama (EMI) gereksinimi, günümüzde EM dalgaların teknolojik olarak yaygın kullanımıyla beraber ortaya çıkmıştır. Bu projede bor içerikli tinkale demir (Fe) iyonları katkılanarak oluşturulan tek kristal katkılı tinkal+Fe nano parçacıkların ve tinkal+Fe çekirdek@kabuk modeli nano parçacıkların parçacık ebatına, ortam sıcaklığına, harici alana bağlı zırhlama etkinliği (Shielding Effectiveness - SE) nümerik hesaplamalar vasıtasıyla belirlenecektir. Toplam SE, yansıma, geçiş ve soğrulma etkinliğinin toplamı olarak hesaplanmaktadır ve ortama gelen dalganın frekansına, parçacık ebatına, ortamın elektriksel geçirgenliği ve manyetik duygunluğu ile ilişkilidir. Bu projede tinkal+Fe’in elektrik geçirgenliği yoğunluk fonksiyon teorisi (Density Function Theory) ile hesaplanacaktır. Akabinde DFT sonucu elde edilebilecek manyetik moment ve J takas sabitleri yardımıyla Markov Zinciri Monte Carlo (MCMC) metodu ile sistemin manyetik duygunluğunun hesaplanmasıyla manyetik geçirgenliği belirlenecektir. Böylece SE bu iki parametre ve diğer fiziksel değişkenler kullanılarak elde edilecektir. Bant yapısı ve bant aralığı ile incelenen sistemin elektriksel karakterizasyonu da yapılmış olacaktır. MZMC metodu vasıtasıyla hesaplanan termodinamik nicelikler ile manyetik davranışının belirlenmesi de önerilen kalkanlama malzemesinin diğer uygulamaları için araştırmacılara katkı sağlayacaktır. Deneysel uygulaması için önemli kısıtlar oluşturulabilecek bu teorik modeller hem deney maliyetlerini azaltmakta hem de sonuçlarını değerlendirebilme açısından yardımcı olmaktadır. Bunun yanı sıra bu proje, SE’nin teorik hesaplanmasında, yöntem açısından daha önce önerilmemiş bir akış çizgisine sahiptir. Tinkale Fe iyonunun katkılanmasıyla manyetik davranış kazanmasını ve bant aralığının ayarlanabilmesi ile birlikte tinkale oranla daha yüksek SE değerine sahip olmasını beklemekteyiz.

Dünya atmosferinin ve okyanuslarının karmaşık hareketi kısmen, akışkanın girdabında dönen kütleler veya ”girdaplar” arasındaki güçlü, doğrusal olmayan etkileşimlere bağlıdır. Genel olarak, bu yapılar Dünya’xxya göre daha yavaş döner (neredeyse ’xxjeostrofiktir’xx).Vorteks etkileşimleriyle ilgili daha önceki sayısız çalışmaya rağmen, bu tür etkileşimlerin genel özellikleri hala anlaşılmaktan çok uzaktır. Özelliklerine ilişkin temel bir anlayış, girdapların geometrik özelliklerine (temel şekil, hacim, vb.), Göreli yoğunluğuna ve göreceli konumlarına bağlı olarak geniş bir parametre uzayının incelenmesini gerektirir.Bu daha önce hiç denenmemişti, çünkü yakın zamana kadar hiçbir hesaplama yöntemi bu parametre uzayının boyutuyla baş edemiyordu. Ancak bir atılım olarak, bu göreve ideal olarak uygun yeni ve basitleştirilmiş bir yöntem geliştirdik ve bu buluş, girdap etkileşimlerinin kapsamlı bir anlayışına ulaşmak için benzersiz bir fırsat yarattı.Dahası, yeni bir teorik gelişme, bu yaklaşımı jeostrofinin ötesine taşımamıza ve böylece bu araştırmanın gerçek atmosferik ve okyanus girdaplarına uygulanabilirliğini daha da genişletmemize olanak sağlayabilir.

Czochralski kristal büyüme süreçlerinde eriyikteki türbülanslı hareketlerin bastırılması ve kristaldeki sıcaklık gradyanlarının en aza indirilmesi için optimum kontrol ve tasarım stratejilerini açıklamak için matematiksel bir formülasyon ve hesaplama teknikleri sunulmuştur.Geliştirilen metodolojiler, süreçleri iyileştirmedeki etkinliklerini belirlemek için kontrol mekanizmalarını, tasarım parametrelerini ve optimizasyon hedeflerini test etmek için kullanılabilir.Tasarım parametrelerinin optimum değerlerini sistematik olarak belirleyerek bu tür iyileştirmeleri gerçekleştirmek için de kullanılabilirler.Değerlendirilen kontroller veya tasarım parametreleri, uygulanan manyetik alanları, potanın yan duvarı boyunca sıcaklık gradyanlarını ve pota ve kristal dönüş hızlarını içerir.Sonuçlar, uygulanan manyetik alanların eriyikteki hız bozulmalarını azaltmada çok etkili olabileceğini, yan duvar sıcaklık gradyanlarının daha az etkili ve pota ile kristal dönme hızlarının etkisiz olduğunu göstermektedir.Sonuçlar ayrıca, uygulanan manyetik alanın, pota ve dönme hızlarının, kristal veya eriyikteki sıcaklık gradyanlarının azaltılmasında etkisiz olduğunu göstermektedir.