چکیده: در این پایان‌نامه، اثر جایگزینی یون Ba با یون Sr بر خواص ساختاری، الکترونی و نوری ترکیبات پروسکایتی BaTiO3، Ba0.5Sr0.5TiO3و SrTiO3 با استفاده از محاسبات اصول اول مبتنی بر نظریه تابعی چگالی (DFT) بررسی شد. تمامی محاسبات با استفاده از بسته نرم‌افزاری کوانتوم اسپرسو و در چارچوب تقریب گرادیان تعمیم‌یافته (GGA) با تابع تبادل-‌هم‌بستگی PBE انجام شدند. در ابتدا، پارامترهای محاسباتی شامل انرژی قطع امواج تخت و شبکه نقاط k با انجام آزمون‌های همگرایی تعیین شده و سپس ساختارهای مورد مطالعه با استفاده از روش vc-relax بهینه‌سازی شدند. برای ترکیب آلیاژی Ba0.5Sr0.5TiO3، به دلیل حضور هم‌زمان یون‌های Ba و Sr در جایگاه A ساختار پروسکایتی، از یک ابر سلول ده‌ اتمی استفاده شد. نتایج بهینه‌سازی ساختاری نشان داد که جایگزینی Ba با Sr موجب کاهش حجم سلول واحد و تغییر پارامترهای شبکه می‌شود. بررسی ساختار الکترونی نشان داد که هر سه ترکیب دارای رفتار نیمه‌رسانایی بوده و مقادیر گاف انرژی محاسبه‌ شده برای BaTiO3، Ba0.5Sr0.5TiO3 و SrTiO3 به‌ترتیب برابر با 1.7452، 1.8174 و 1.8343 الکترون‌ولت به‌دست آمدند. تحلیل چگالی حالات الکترونی و چگالی حالات جزئی نشان داد که ماهیت اصلی نوارهای الکترونی در اثر جایگزینی Sr حفظ می‌شود، به‌طوری‌که حالت‌های O-2p نقش غالب در نوار ظرفیت و حالت‌های Ti-3dنقش اصلی در نوار رسانش دارند. محاسبات خواص نوری شامل تابع دی‌الکتریک، ضریب جذب، ضریب شکست، بازتابندگی و تابع اتلاف انرژی نشان دادند که تغییر ترکیب شیمیایی موجب اصلاح پاسخ نوری سیستم می‌شود. با آلایش Sr، لبه جذب از "2.0020 eV" برای BaTiO3 به "2.0710 eV" برای Ba0.5Sr0.5TiO3 و "2.1911 eV" برای SrTiO3 منتقل شد. همچنین، تغییرات ثابت دی‌الکتریک و انرژی پلاسمونی نشان داد که ترکیب میانی Ba0.5Sr0.5TiO3 می‌تواند رفتار غیرخطی در برخی پاسخ‌های الکترونی و نوری از خود نشان دهد. انرژی پلاسمونی محاسبه‌ شده برای سه ترکیب به‌ترتیب برابر با 13.62، 19.21 و 18.52 الکترون ولت بود. در مجموع، نتایج این پایان‌نامه نشان می‌دهد که آلیاژسازی BaTiO3 با Sr روشی مؤثر برای تنظیم خواص الکترونی و اپتیکی مواد پروسکایتی است. حفظ ماهیت الکترونی Ti–O در کنار قابلیت کنترل گاف انرژی، پاسخ دی‌الکتریک و ویژگی‌های پلاسمونی، ترکیبات Ba1-xSrxTiO3 را به گزینه‌های مناسب برای کاربردهای اپتوالکترونیک، مواد دی‌الکتریک و ادوات فوتونیکی تبدیل می‌کند.