Kristal yapısı AuCu3 (L12) olan XY3 (X=Eu, Yb; Y=Pb, Pd) bileşiklerinin yapısal, elektronik, fonon ve termodinamik özelliklerinin ab initio hesaplamaları ile incelenmesi

Abstract

AuCu3 (L12) yapıda kristalize olan XY3(X=Eu, Yb, Y=Pb, Pd) bileşiklerinin yapısal, elektronik, elastik, fonon ve termodinamik özellikleri ab-initio hesaplamalar yapılarak araştırılmıştır. Örgü sabiti, bulk modülü ve onun basınca göre birinci türevi, elektronik bant yapısı ve durum yoğunluğu (DOS), elastik sabitler, Zener anizotropi faktörü, Young ve izotropik makaslama modülleri, Poisson oranı, fonon frekansları ve fonon DOS, termodinamik parametreler hesaplanmıştır. Hesaplanan örgü sabitlerinin literatürdeki verilerle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Elastik sabitlerin kararlılık kriterlerine uyduğu ve 0-40 GPa basınç aralığında artan basınçla arttığı görülmüştür. Ayrıca Debye sıcaklığı, boyuna, enine ve ortalama ses hızları da elastik sabitler kullanılarak hesaplanmıştır. Bant yapısı grafiğinde bant aralığına rastlanmadığından bileşiklerin metalik karakterde olduğu tespit edilmiştir. Termodinamik özelliklerden entropinin sıcaklıkla arttığı, ısı kapasitesinin de yüksek sıcaklıklarda Dulong-Petit limite yaklaştığı görülmüştür. Elde edilen fonon dağılım eğrisi ve fonon DOS değerleri incelendiğinde bileşiğin dinamik kararlı olduğu sonucuna varılmıştır.

The structural, electronic, elastic, phonon, and thermodynamic properties of XY3 (X=Eu, Yb; Y=Pb, Pd) compounds crystallized in AuCu3 (L12) structure were investigated by performing ab-initio calculations. Lattice constant, bulk modulus and its first pressure derivative, electronic band structure and density of state (DOS), elastic constants, Zener anisotropy factor, Young's and isotropic shear moduli, Poisson's ratio, phonon frequencies and phonon DOS, thermodynamic parameters were calculated. The calculated lattice constants were determined to be consistent with the data in literature. It has been observed that the elastic constants met the stability criteria and increased with increasing pressure in the pressure range of 0-40 GPa. Besides, Debye temperature, longitudinal, transverse, and average sound velocities were calculated from elastic constants. Since, no band gap was not observed in the band structure graph the compounds were found to be metallic character. It was seen that thermodynamic properties of the entropy increased with temperature, heat capacity approached Dulong-Petit limit at high temperatures. When the obtained phonon distribution curve and DOS values were examined, it was concluded that the compound was dynamically stable.