Ferromanyetik Gümüş-Tabanlı Tellürün Elektronik Davranışı ve Mekaniksel Özellikleri Üzerine Teorik Araştırma: Ag3FeTe4

Yıl 2020, Cilt: 10 Sayı: 2, 202 - 212, 27.12.2020

Aytaç Erkişi

Öz

Sulvanit tipi basit kübik (BK) kristal yapıya sahip ve 215 boşluk sayısı ile P43m uzay grubuna uyan üçlü gümüş bazlı tellür (Ag3FeTe4)
sisteminin manyetik doğası, mekanik özellikleri ve elektronik davranışı, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (YFT) altında spin-polarize
Genelleştirilmiş Gradyan Yaklaşımı (GGY) ile araştırılmıştır. İlk olarak, bu sistem için uygun manyetik fazı araştırmak için, A-tipi,
G-tipi ve C-tipi antiferromanyetik ve ferromanyetik faz düşünülmüştür. Hesaplamalar sonucunda, Ag3FeTe4 bileşiği için, enerjisel olarak
en çok tercih edilen manyetik fazın ferromanyetik faz olduğu anlaşılmıştır. Daha sonra, iyi optimize edilmiş yapısal parametreler ve
atomik pozisyonlar ferromanyetik faz için elde edilmiştir. Bu ferromanyetik sistemin, elektronik bant yapısında, spin-aşağı durumunda
0.297 eV’lik bir bant boşluğu gözlemlenmesi sebebiyle, yarı metalik bir davranış göstermektedir. Ayrıca, bu bileşik, tüm farklı tip
manyetik fazlar için hesaplanan negatif oluşum entalpi değerleri nedeniyle termodinamik kararlılığa ve yapısal sentezlenebilirliğe
sahiptir. Ek olarak, elastik sabitler Born Huang kriterlerini sağlaması sebebiyle mekanik olarak da kararlıdır.

Anahtar Kelimeler

Kalgojenit, Yoğunluk fonksiyonel teorisi,, Yığın malzemelerin elektronik yapısı, Ferromanyetik,, Yarı iletken

The Theoretical Investigation on Electronic Behavior and Mechanical Properties of Ferromagnet Silver-Based Telluride: Ag3FeTe4

Öz

The magnetic nature, mechanical properties and electronic behavior of the ternary silver-based telluride system (Ag3FeTe4) which has
sulvanite type simple cubic (SC) crystal structure which has 215 space number and conforms P43m space group, have been inspected
by spin-polarized Generalized Gradient Approach (GGA) under Density Functional Theory (DFT). First of all, to investigate
suitable magnetic order for this system, it has been considered various antiferromagnetic phases which are A-type (A-AFM), G-type
(G-AFM) and C-type (C-AFM) and ferromagnetic (FM) phase. As a result of calculations, it has been understood that, for Ag3FeTe4
compound, the energetically most favored magnetic phase is ferromagnetic. After that, well-optimized structural parameters and
atomic positions have been obtained in ferromagnetic phase. The electronic band structure of this ferromagnetic system indicating
half-metallic behavior due to the observed a small direct band gap (Eg = 0.297 eV) in spin-down states, has been investigated. Also,
this compound has thermodynamic stability and structural synthesizability due to its calculated negative formation enthalpy values for
all different types of magnetic phases. Also, the elastic constants provide the Born Huang criteria, the material is mechanically stable.

Anahtar Kelimeler

Chalcogenide,, Density functional theory, Electronic structure of bulk materials, Ferromagnet, Semiconductor

Kaynakça

• Aiura, Y., Bando, H., Kitagawa, R., Maruyama, S., Nishihara, Y., Horiba, Oshima, M., Shiino, O., Nakatake, M. 2003. Electronic structure of layered 1T – TaSe2 in commensurate charge-density-wave phase studied by angle-resolved photoemission spectroscopy. Phys. Rev. B, 68, 073408.
• Ali, MA., Jahan, N., Islam, AKMA. 2014. Sulvanite Compounds Cu3TMS4 (TM= V, Nb and Ta): Elastic, Electronic, Optical and Thermal Properties using First-principles Method. J. Sci. Res., 6, 407-419.
• Anderson, OL. 1963. A simplified method for calculating the debye temperature from elastic constants, J. Phys. Chem. Solids 24, pp. 909-917.
• Arıkan, N., İyigör, A., Candan, A., Özduran, M., Karakoç, A., Uğur, Ş., Uğur, G., Bouhemadou, A., Bin-Omran, S., Guechi, N. 2014. Ab-initio Study of the Structural, Electronic, Elastic and Vibrational Properties of the Intermetallic Pd3V and Pt3V Alloys in the L12 Phase. Met. Mater. Int., 20, 765- 773.
• Bannikov, VV., Shein IR., Ivanovskii, AL. 2007. Electronic structure, chemical bonding and elastic properties of the first thorium-containing nitride perovskite TaThN3, Phys. Stat. Sol. (RRL) 1, pp. 89–91.