PdVZ (Z=Si, Ge, Sn ve Sb),RhVZ (Z=Te ve Bi) ve VTiZ (Z=Sb ve Bi)Yarı-Heusler alaşımlarının yoğunluk fonksiyonel teorisi aracılığıyla fiziksel özelliklerinin incelenmesi
The investigation of physical properties of PdVZ (Z=Si, Ge, Sn and Sb),RhVZ (Z=Te and Bi) and VTiZ (Z=Sb and Bi) half-Heusler alloys via the density functional theory
Yazar: FADİME IRMAK BALMUMCU
Danışman: PROF. DR. ZİYA MERDAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, PdVZ (Z=Si, Ge, Sn ve Sb), RhVZ (Z=Te ve Bi) ve VTiZ (Z=Sb ve Bi) Yarı-Heusler alaşımlarının yapısal, elektronik, elastik, manyetik ve yarı metalik özellikleri, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ve Genelleştirilmiş Gradyent Yaklaşımı (GGY) ile incelenmiştir. PdVZ (Z=Si, Ge, Sn ve Sb), RhVZ (Z=Te ve Bi) ve VTiZ (Z=Sb ve Bi) alaşımlarının örgü parametreleri, durum yoğunlukları (DOS), bant yapıları ve elastik sabitleri (Cij) hesaplanmıştır. Kübik yapıdaki PdVSi, PdVGe, PdVSn, PdVSb, RhVTe, RhVBi, VTiSb ve VTiBi yarı Heusler alaşımları için denge örgü sabitleri sırasıyla, 5,781 Å; 5,878 Å; 6,136 Å; 6,153 Å; 6,102 Å; 6,204 Å; 6,247 Å ve 6,391 Å olarak elde edilmiştir (MedeA). WIEN2K programından, bu alaşımlar için örgü sabiti değerleri; 5,810 Å; 5,900 Å; 6,150 Å; 6,200 Å; 6,166 Å; 6,228 Å; 6,330 Å ve 6,477 Å olarak hesaplanmıştır. PdVZ (Z=Si, Ge, Sn ve Sb), RhVZ (Z=Te ve Bi), VTiZ (Z=Sb ve Bi) alaşımları için elde edilen hesaplamalar doğrultusunda spin polarize bant yapıları yüksek simetri yönleri boyunca spin yukarı ve spin aşağı yöneliminde çizdirilmiştir. PdVZ (Z=Si, Ge, Sn ve Sb), RhVZ (Z=Te ve Bi) ve VTiZ (Z=Sb ve Bi) alaşımları için bulunan toplam manyetik moment değerlerinin Slater-Pauling (SP) kuralı ile uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Stress-strain tekniği kullanılarak Cij elastik sabitler hesaplanmıştır. Elde edilen elastik sabitler kullanılarak her bir alaşım için, Bulk modülü, Shear modülü, B/G oranı, Young modülü, Zener Anizotropi faktörü ve Poisson oranları bulunmuştur.

Abstract:
In this study, the structural, electronic, elastic, magnetic and half-metallic properties of PdVZ (Z=Si, Ge, Sn and Sb), RhVZ (Z=Te and Bi) and VTiZ (Z=Sb and Bi) half-Heusler alloys are investigated by Density Functional Theory (DFT) and Generalized Gradient Approach (GGA). The lattice parameters, density of states (DOS), band structures and elastic constants (Cij) of PdVZ (Z=Si, Ge, Sn and Sb), RhVZ (Z=Te and Bi) and VTiZ (Z=Sb and Bi) alloys are calculated. The equilibrium lattice constants for the cubic structure PdVSi, PdVGe, PdVSn, PdVSb, RhVTe, RhVBi, VTiSb and VTiBi half-Heusler alloys are obtained as 5,781 Å, 5,878 Å, 6,136 Å, 6,153 Å, 6,102 Å, 6,204 Å, 6,247 Å and 6,391 Å, respectively (MedeA). From the WIEN2K program, the equilibrium lattice constant values for these alloys are calculated as 5,810 Å; 5,900 Å; 6,150 Å; 6,200 Å; 6,166 Å; 6,228 Å; 6,330 Å and 6,477 Å. In line with the calculations obtained for PdVZ (Z=Si, Ge, Sn and Sb), RhVZ (Z=Te and Bi), VTiZ (Z=Sb and Bi) alloys, spin polorized band structures are drawn in spin up and spin down orientation along high symmetry directions. It is observed that the total magnetic moment values for PdVZ (Z=Si, Ge, Sn and Sb), RhVZ (Z=Te and Bi) and VTiZ (Z=Sb and Bi) alloys are consistent with the Slater-Pauling (SP) rule. The elastic constants Cij are calculated using the stress-strain technique. The bulk modulus, shear modulus, B/G ratio, Young's modulus, Zener anisotropy factor and Poisson's ratios are found for each alloy using the elastic constants obtained.