First-principles stability investigation of XBC (X=Li,Na, Mg ve Ca) compounds with graphene-like planarboron-carbide layer

Year 2015, Volume: 18 Issue: 4, 197 - 201, 01.12.2015

Sezgin Aydın

Abstract

The structural, electronic, mechanical and dynamical properties of XBC (X=Li, Na, Mg ve Ca) compounds with graphene-like planar boron carbide sheet are investigated by first-principles density functional theory calculations. A complete stability analysis is performed for the compounds: formation enthlpies are calculated to discuss energetic stability, elastic constants are calculated to discuss mechanical stability and phonon spectrum is calculated to discuss dynamical stability. Among the compounds, it is shown that all crystalline compounds except for the compound of X=Mg are energetically, mechanically and dynamically stable. Furthermore, in order to characterize mechanical properties of them, bulk modulus, shear modulus and Young modulus by means of calculated elastic constants, and alternatively bond strengths are calculated by combining crystal geometry and bond length information with atomic information. To clarify electronic behavior of the compounds, band structure calculations are preformed

Keywords

DFT, Lithium boron carbide, stability, mechanical properties

Grafen–Benzeri Düzlemsel Bor Karbür Katmanına Sahip XBC (X=Li, Na, Mg ve Ca) Bileşiklerinin Kararlılıklarının İlk-Prensiplerle İncelenmesi

Abstract

Grafen–benzeri düzlemsel bor karbür katmanına sahip XBC (X=Li, Na, Mg ve Ca) bileşiklerinin yapısal, elektronik, mekanik ve dinamik özellikleri ilk-prensipler yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamaları yapılarak incelendi. Bileşikler için kapsamlı bir kararlılık analizi yapıldı: enerjitik kararlılıklarını tartışabilmek için oluşum entalpileri, mekanik kararlılıklarını tartışabilmek için elastik sabitler ve dinamik kararlılıklarını tartışabilmek için fonon spektrumları hesaplandı. İncelenen bileşikler içinde X=Mg’li yapı hariç diğer bütün kristallerin enerjitik, mekanik ve dinamik kararlı oldukları görüldü. Bundan başka, mekanik özellikleri karakterize edebilmek için, elastik sabitler yardımıyla bulk modülü, makaslama modülü ve Young modülü, alternatif olarak bağ uzunlukları ve kristal geometrisinden gelen bilgiler atomik bilgilerle birleştirilerek bağ dayanımları hesaplandı. Band yapısı hesaplamaları yapılarak bileşiklerin elektronik karakterleri aydınlatıldı.

Keywords

DFT, Lityum bor karbür, kararlılık, mekanik özellikler