Yüksek basınç altında MgBr2 bileşiğinin yapısal, elektronik ve elastik özelliklerinin yoğunluk fonksiyonel teorisi ile incelenmesi
Investigation of structural, electronic and elastic properties of MgBr2 compound under high pressure by density functional theory
Yazar: ÖMÜR TÜRKER
Danışman: DOÇ. DR. CİHAN KÜRKÇÜ
Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Üç boyutlu kristal örgüsü = Three dimensional crystal lattice

Özet:
Yüksek hidrostatik basınç altında 𝑀𝑔𝐵𝑟2 bileşiğinin yapısal, elektronik ve elastik
özellikleri yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) çerçevesinde Siesta paket programı kullanılarak
incelendi. 𝑀𝑔𝐵𝑟2, çevresel koşullarda uzay grubu 𝑃3̅𝑚1 olan trigonal tipi yapıda kristalleşir.
Bu yapı üzerine 10 GPa'lık kademeli olarak artan basınçlar uygulandığında uzay grubu
𝐼4/𝑚𝑚𝑚 olan tetragonal tipi bir yapıya faz dönüşümü gerçekleşti. Elde edilen bu iki yapı için
deneysel sonuçlarla daha iyi uyum halinde olan faz geçiş basıncı değerini elde edebilmek için
sırası ile toplam enerji ve entalpi hesaplamaları yapıldı. Bu hesaplama sonuçlarına göre 101.5
GPa olarak faz geçiş basıncı elde edildi. Ayrıca 𝑀𝑔𝐵𝑟2 bileşiğinin fiziksel özellikleri hakkında
daha fazla bilgiye sahip olabilmek için elektronik bant yapısı da hesaplandı. 𝑀𝑔𝐵𝑟2, 𝑃3̅𝑚1
fazında 4.4 eV'lik bant aralığına sahip yalıtkan karaktere sahip olmasına rağmen 𝐼4/𝑚𝑚𝑚
fazında bant aralığı olmadığından dolayı metalik karaktere sahiptir. Son olarak 𝑀𝑔𝐵𝑟2
bileşiğinin mekanik ve yapısal kararlılığını anlayabilmek için elastik sabiti değerleri hesaplandı.
Hesaplamalara göre hem 𝑃3̅𝑚1 hem de 𝐼4/𝑚𝑚𝑚 fazı mekanik ve yapısal olarak kararlıdır.
Anahtar Kelimeler: Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi, Faz Geçişi, Entalpi, Yapısal Özellikler,
Elektronik Özellikler, Elastik Özellikler.

Abstract:
The structural, electronic and elastic properties of 𝑀𝑔𝐵𝑟2 compound under high
hydrostatic pressure were examined using the Siesta package program within the framework of
density functional theory (DFT). 𝑀𝑔𝐵𝑟2 crystallizes in a trigonal type structure with space
group 𝑃3̅𝑚1 under ambient conditions. When gradually increasing pressures of 10 GPa were
applied to this structure, phase transformation occurred into a tetragonal type structure with
space group 𝐼4/𝑚𝑚𝑚. Total energy and enthalpy calculations were made for these two
structures, respectively, in order to obtain the phase transition pressure value that is in better
agreement with the experimental results. According to these calculation results, the phase
transition pressure was obtained as 101.5 GPa. In addition, the electronic band structure of the
𝑀𝑔𝐵𝑟2 compound was also calculated in order to have more information about its physical
properties. Although 𝑀𝑔𝐵𝑟2 has an insulating character with a band gap of 4.4 eV in the 𝑃3̅𝑚1
phase, it has a metallic character since it has no band gap in the 𝐼4/𝑚𝑚𝑚 phase. Finally, elastic
constant values were calculated to understand the mechanical and structural stability of the
𝑀𝑔𝐵𝑟2 compound. According to calculations, both 𝑃3̅𝑚1 and 𝐼4/𝑚𝑚𝑚 phases are
mechanically and structurally stable.
Key Words: Density Functional Theory, Phase Transition, Enthalpy, Structural Properties,
Electronic Properties, Elastic Properties