Bazı AB2 tipi sert bileşiklerin temel fiziksel özelliklerinin ilk ilkeler yöntemiyle incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada genelleştirilmiş gradyent (GGA) yaklaşımı altında MN2 (M = Hf, Ta, W) bileşiklerinin bazı yapısal, elektronik, elastik ve termodinamik özellikleri düzlem-dalga pseudopotansiyel ve yoğunluk fonksiyoneli teorisine dayanan ab-initio metodla hesaplandı. Bileşiklerin örgü parametreleri, LDA+U ve GGA+U yaklaşımlarının örgü parametreleri üzerine etkileri, formation entalpileri, faz geçişleri, bant yapıları, toplam ve kısmi durum yoğunluğu (DOS) eğrileri, elastik sabitleri, elastik sabitlerinin basınçla değişimleri, Zener anizotropi faktörleri, Poisson oranları, Sertlik dereceleri, Young ve Shear modülleri, Debye ve Erime sıcaklıkları, ses hızları hesaplandı. Aynı zamanda, bazı termodinamik özelliklerin geniş basınç ve sıcaklık aralıklarında değişimleri incelendi. XO2 (X = Hf, Th, Zr) Bileşikleri için bu hesaplamalara DFT+U yaklaşımı altında bakıldı ve ayrıca optik ve titreşimsel özellikleri incelendi. Elde edilen sonuçlar mevcut deneysel ve teorik sonuçlarla karşılaştırıldı. Kullandığımız metodun bileşiklerin özelliklerini belirlemede doğru sonuçlar verdiği görüldü.Anahtar Kelimeler : Ab-initio yöntem, XO2 (X = Hf, Th, Zr), MN2 (M = Hf, Ta, W) Yoğunluk fonksiyoneli teorisi, GGA, LDA Yapısal, Elektronik, Termodinamik, Elastik, Optik, Titreşimsel, Sertlik

In this study, some structural, electronic, elastic and thermodynamic properties of MN2 (M = Hf, Ta, W) compounds were calculated by using the generalized gradient (GGA) approximation with ab-initio method based on plane-wave pseudopotentials and density functional theory. For these compounds, the lattice parameters, LDA+U and GGA+U effective on lattice parameters, formation enthalpies, phase transitions, band structures, partial and total density of states (DOS) curves, elastic constants, pressure variations, Zener anisotropy factors, Poisson ratios, Hardness ratio, Young and Shear modulus, Debye and Melting temperatures, sound velocities were calculated. In addition, the pressure and temperature dependence of some thermodynamic properties were also investigated. All this parameters were also invastigated for XO2 (X = Hf, Th, Zr) compounds under DFT +U, besides that optical and vibrational properties were calculated. The obtained results were compared with the available experimental and theoretical data. The results showed that the used method gave the accurate results for studied compounds.Key Words : Ab-initio method, XO2 (X = Hf, Th, Zr), MN2 (M = Hf, Ta, W), Density functional theory, GGA, LDA, Structural, Electronic, Thermodynamic, Elastic Optic, Vibrational, Hardness