Lityum Bor Karbür (LiBC) Bileşiğinin Yapısal, Elektronik ve Mekanik Özelliklerinin Basınç Altında Değişimi

Yıl 2018, , 0 - 0, 08.03.2018

Sezgin Aydın

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.406775

Öz

Lityum bor karbür (LiBC) katı bileşiğinin yapısal, elektronik, mekanik ve dinamik özelliklerinin basınçla değişimi (0-50 GPa) ilk-prensipler yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamaları yapılarak incelendi. Örgü sabitlerinin davranışı göz önüne alındığında, c örgü parametresinin basınca a örgü parametresinden daha duyarlı olduğu görüldü. Bundan başka, elastik sabitler ve bağlı olarak bulk modülü, makaslama modülü ve Young modülünün basınç altındaki değişimleri incelendi. Detaylı durum yoğunluğu ve band yapısı hesaplamalarından, kristalin yarıiletken doğasını yansıtan yasak enerji aralığının basınçla nasıl değiştiği araştırıldı. Mulliken bağ popülasyonu ve atomik yük analizinden elde edilen sonuçlar kısmi durum yoğunluğu eğrilerinden gelen bilgilerle birleştirilerek, kristaldeki bağlanmanın doğası incelendi. Daha sonra, yapıdaki tabaka-içi ve tabakalar arası bağların uzunluklarının basınçla nasıl değiştiği araştırıldı. Hesapsal sonuçlar deneysel verilerle ve diğer teorik çalışmalarla karşılaştırıldı.

Anahtar Kelimeler

Lityum bor karbür, DFT; band gap; mekanik özellikler; sertlik; basınç

Kaynakça

• Z. –H.Pan, j. Camacho, M. H. Upton, A. V. Fedorov, C. A. Howard, M. Ellerby, T. Valla, Phys. Rev. Lett. 106, 187002 (2011)
• J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Muranaka, Y. Zenitani, J. Akimitsu, Nature (London) 410, 63 (2001)
• J. Karpinski, N. D. Zhigadlo, G. Schuck, S. M. Kazakov, B. Batlogg, K. Rogacki, R. Puzniak, J. Jun, E. Müller, P. Wagli, R. Gonnelli, D. Daghero, G. A. Ummarino, V. A. Stepanov, Phys. Rev. B 71, 174506 (2005)
• T. Mori, H. Borrmann, S. Okada, K. Kudou, A. Leithe-Jasper, U. Burkhardt, Y. Grin, Phys. Rev. B 76, 064404 (2007)
• T. Mori, K. Kudou, T. Shishido, S. Okada, J. App. Phys. 109, 07E111 (2011)
• E. Spano, M. Bernasconi, E. Kopnin, Phys. Rev. B 72, 014530 (2005)
• A. Lazicki, C. –S. Yoo, H. Cynn, W. J. Evans, W. E. Pickett, J. Olamit, Kai Liu, Y. Ohishi, Phys. Rev. B 75, 054507 (2007)
• H. Rosner, A. Kitaigorodsky, W. E. Pickett, Phys. Rev. Lett. 88, 127001 (2002)
• A. M. Fogg, P. R. Chalker, J. B. Claridge, G. R. Darling, M. J. Rosseninsky, Phys. Rev. B 67, 245106 (2003)
• A. M. Fogg, J. Meldrum, G. R. Darling, J. B. Claridge, M. J. Rosseninsky, J. Am. Chem. Soc. 128, 10043 (2003)
• P. Ravindran, P. Vajeeston, R. Vidya, A. Kjekshus, H. Fjellvag, Phys. Rev. B 64, 224509 (2001)
• J. Hlinka, V. Zelezny, I. Gregora, J. Pokorny, A. M. Fogg, J. B. Claridge, G.r Darling, M. J. Rosseinsky, Phys. Rev. B 68, 220510(R) (2003)
• A. V. Pronin, K. Pucker, P. Lunkenheimer, A. Krimmel, A. Loidl, Phys. Rev. B 67, 132502 (2003)
• J. K. Dewhurst, S. Sharma, C. Ambrosch-Draxl, B. Johansson, Phys. Rev. B, 020504(R) (2003)
• B. Renker, H. Schober, P. Adelmann, P. Schweiss, K.-P. Bohnen, R. Heid, Phys. Rev. B, 69, 052506 (2004)
• K.-W. Lee, W. E. Pickett, Phys. Rev. B 68, 085308 (2003)
• Çeviri Kitap: Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi: Pratik Bir Giriş, David S. Sholl, Janice A. Steckel, Nobel Akademik Yayıncılık, 2012
• K. Honkala, A. Helman, I. N. Remediakis, A. Logadottir, A. Carlsson, S. Dahl, C. H. Christensen, J. K. Norskov, Science 307, 555 (2005)
• R. Schweinfest, A. T. Paxton, M. W. Finnis, Nature 432, 1008 (2004)
• K. Umemoto, R. M. Wentzcovitch, P. B. Allen, Science 311, 983 (2006)
• S. J. Clark, M. D. Segall, C. J. Pickard, P. J. Hasnip, M. J. Probert, K. Refson, M. C. Payne, Zeitschrift fuer Kristallographie, 220, 567 (2005)
• Online yardım sayfası: http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/castep/documentation/WebHelp/CASTEP.html
• J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, C. Fiolhais, Phys. Rev. B 46, 6671 (1992)
• D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 41, 7892 (1990)
• B. G. Pfrommer, M. Cote, S. G. Louie, M. L. Cohen, J. Comput. Phys., 131, 133 (1997)
• M. Wörle, R. Nesper, G. Mair, M. Schwarz, H. G. von Schnering, Z. Anorg. Allg. Chem. 621, 1153 (1995)
• S. Aydin, J. Alloys and Compd. 569, 118 (2013)
• Z. -J. Wu, E. -J. Zhao, H. -P. Xiang, X. -F. Hao, X. -J. Liu, and J. Meng, Phys.Rev. B 76, 054115 (2007)
• Q. –J. Liu, Z. – T. Liu, Materials Science in Semiconductor Processing 27, 765 (2014)
• S. Q. Wu, Z. F. Hou, and Z. Z. Zhu, Solid State Commun. 143, 425 (2007)
• W. Voigt, Lehrburch der Kristallphysik Teubner, Leipzig, 1928.
• 1A. Reuss, Z. Angew. Math. Mech. 9, 49 (1929)
• R. Hill, Proc. Phys. Soc. London 65, 350 (1952)
• I. R. Shein, A. L. Ivanovskii, J. Phys. Condens. Matter 14, 6989 (2002)
• A. F. Young, C. Sanloup, E. Gregoryanz, S. Scandolo, R. J. Hemley, H. K. Mao, Phys. Rev. Lett. 96, 155501 (2006)
• S. Aydin, M. Simsek, Phys. Rev. B 80, 134107 (2009)
• F. Gao, J. He, E. Wu, S. Liu, D. Yu, D. Li, S. Zhang, Y. Tian, Phys. Rev. Lett. 91, 015502 (2003)
• A. Simunek, J. Vackar, Phys. Rev. Lett. 96, 085501 (2006)
• A. Simunek, Phys. Rev. B 75, 172108 (2007)
• K. Li, X. Wang, F. Zhang, D. Xue, Phys. Rev. Lett. 100, 235504 (2008)
• S. Aydin, Y. O. Ciftci, A. Tatar, J. Mater. Res. 27, 1705 (2012)
• S.Aydin, A.Tatar, Y. O. Ciftci, J. Nucl. Mater. 429, 55 (2012)
• S. Aydin, M. Simsek, J. Alloys and Compd. 509, 5219 (2011)
• S. Aydin, M. Simsek, Phys. Status Solidi B 249, 1744 (2012)
• N. Korozlu, K. Colakoglu, E. Deligoz, S. Aydin, J. Alloys and Compd. 546, 157 (2013)
• W. B. Pearson, The crystal chemistry and physics of metals and alloys, Wiley, New York, 1972, s. 151.