BiXO3 (X:Al, Co, Cr, Sc, Y) Bileşiklerinin yapısal, elektronik ve dinamik özelliklerinin AB initio yöntemiyle incelenmesi

Abstract

Bu tez calısmasında, tetragonal BiCoO3, rombohedral BiAlO3 ve BiYO3,ve monoklinik BiCrO3 ve BiScO3 kristallerinin yapısal, elektronik, elastik vetitresim özellikleri norm-koruyan psodo-potansiyel ve yogunluk fonksiyoneli teorisinedayanan ab initio metoduyla incelenmistir. Hesaplanan orgu parametreleri,acılar ve atomik pozisyonlar mevcut deneysel ve teorik verilerle uyumludur. Enerjibant yapısı, BiCoO3, BiAlO3, BiYO3 ve BiScO3nin dolaylı bir bant aralıgınasahip oldugunu gostermektedir. BiCrO3 kristali spin as¸agı ic¸in bir dolaylı bantaralığına sahiptir, buna kars¸ın spin yukarı ic¸in bir bant aralıgı gözlenmemistir. Durumyogunlugu ve Born efektif yuk tensorunun analizi, X-O ve Bi-O baglarınınguclu hibritlesmis¸ kovalent baglar oldugunu gostermektedir. Elastik sabitler hacmini koruyanteknik kullanılarak elde edilmis¸ olup, BiXO3 kristalleri mekanik olarakkararlıdır. BiXO3 kristallerinin fonon dispersiyon egrileri, direkt metot kullanılarakelde edildi. Boyuna/enine optik fonon kiplerinin yarılması, super hücrede hesaplananfononlarla tahmin edilir. BiXO3 kristallerinde fonon dispersiyon egrileri yumusakkipler gostermektedir ki bunlar bir fazdan baska bir faza gecisleri yonetirler.

In this dissertation, the structural, electronic, Born effective charges, elasticand vibrational properties of tetragonal BiCoO3, rhombohedral BiAlO3 and BiYO3,and monoclinic BiCrO3 and BiScO3 crystals are investigated by using ab initio calculationmethod within norm-conserving pseudopotentials and density functional theory.The calculated equilibrium lattice constants, angles and atomic positions are in reasonableagreement with the available experimental and theoretical datas. Energy bandstructures show that BiCoO3; BiAlO3; BiYO3 and BiScO3 have an indirect band gap.BiCrO3 crystal has an indirect band gap for down-spin, whereas a band gap for upspinis not observed. The density of states and Born effective charges tensor analysisshow that X-O and Bi-O bands are in covalent bonding with a strong hybridization.The elastic constants were obtained using ?volume-conserving? technique show thatBiXO3 crystals are mechanically stable. The phonon dispersion curve for BiXO3 crystalswas derived using the ?direct method?. The longitudinal/transverse optical phononmodes splitting are estimated by calculating phonons from the supercell. The phonondispersion curves for BiXO3 crystals show the soft modes which lead from the phaseto other phase transition.